تقنية أغشية

اقرأ أيضا

• تحشف (كيمياء)
• غسيل الكلى
• ترشيح جريان تقاطعي
• ترشيح مستدق
• ترشيح نانوي

طهارة مياه الشرب

مستبعد (كيمياء)

النموذج الهيدرودينامي

كذلك، أو نموذج الحركة المائية، وفيه يحدث انتقال المواد من خلال مسام.ولهذا لابد أن تكون المسامة أصغر من قطر الحبيبات التي ستمر خلالها. وتطبق أمثال تلك الأغشية في مرشح الميكرون والترشيح المستدق ; حيث تطبق تلك الطريقتان بغرض فصل جزيئات كبيرة من محلول، أو حبيبات غروية (ماصة للماء) أو عند فصل بكتيريا من الماء. وتترسب على سطح الغشاء الجبيبات التي لا تعبر الغشاء وتكوّن عليه ما يسمى كيك ترشيح.

وعلى صعيد آخر، يعمل جريان السائل المراد ترشيحه على إحدى نواحي الغشاء على جرف ما يترسب عليه من حبيبات، ويمنع تكون كيك الترشيح ويمنع إفساده (تعفنه).

وعلى صعيد آخر، لتلافي بطء الترشيح بسبب تكون كيك ترشيح يسد المسام، تستعمل طريقة ترشيج الجريان التقاطعي، وفيها يجري المحلول المراد ترشيحه موازيا لسطح الغشاء على إحدى ناحيتيه، فينفصل الراشح Permeat عبر الغشاء ويتركز حبيبات المواد المرشحة في المحلول الجاري، وهذه هي المواد المستبعدة Retentate .

انتقال المواد

في هذا الإطار، . وقد يسمح الغشاء بسريان النموذجان من عمليات الانتقال، وبصفة خاصة في الرشيح المستدق Ultrafiltration.

وفي السياق ذاته، يوجد نموذجان مختلفان لانتقال المواد خلال الأغشية: «نموذج التخلل» و «نموذج هيدرودينامي»

نموذج التخلل

وعلى صعيد آخر، يتم انتقال المواد عن طريق الانتشار، وفيها تذوب المادة المنتقلة في الغشاء. ذلك المبدأ يوجد على الاعص في حالة الأغشية الكثيفة التي لا تحوي مساما مثلما في حالة التناضح العكسي وفي حالة فصل الغازات. يتكون على الغشاء «طبقة فاصلة». وينشأ تدرج التركيز على جهتي الغشاء عن طريق جزيئات لا تنتقل عبره. يسمى تلك الظاهرة «استقطاب التركيز» ; وعند حدوث ذلك أثناء الترشيح فهو يعمل خفض سرعة الترشيح.

كذلك، يمكن عمليا عكس استقطاب التركيز - عن طريق غسل الغشاء فيستعيد الغشاء قدرته على الفصل ثانيا. Auch dasكما يمكن في حالة ترشيج جاري تقاطعي Cross-Flow-Filtration خفض تأثير استقطاب التركيز.

تطبيقاتها

كذلك، وفي تطبيقات تطهير مياه الشرب فتتبوا تقنية الاغشية مرتبة عالية. فباستخدام الترشيح الميكروني والترشيح المستدق أصبح من الممكن فصل جزيئات كبيرة وجزيئات رغوية، بحيث تتطهر المياه من الميكروبات والجراثيم. ويلعب هذا دورا كبيرا عند ترشيح مياه المجاري قبل تصريفها في بحيرات أو أنهار حتى لا تلوثها.

من جهة ثانية، من التطبيقات الهامة كذلك في إنتاج الكهرباء بواسطة الأغشية في خلايا الوقود، وكذلك في تحلية مياه البحر في محطات التناضح العكسي.

من جهة ثانية، ومن الطرق الهامة المستعملة لاكتساب ماء الشرب من مياه البحر طريقة التناضح العكسي التي تنتج في الوقت الحالي نحو 7 ملايين متر مكعب سنويا من مياه البحر في جميع انحاء العالم. كذلك تطبق ترشيح الاغشية في مجال الصناعات الغذائية واسعادة الأبخرة العضوية والنكهات، واستعادة أبخرة البنزين، وكذلك استغلال التحليل الكهربائي في تحضير الكلور.

ومن ناحية أخرى، تتميز طريقة الترشيح بالاغشية أنها لا تحتاج إلى تسخين وبالتالي فهي تكون أوفر اقتصاديا عن طرق الفصل الحرارية، مثل التبخير أو طريقة تسامي أو طريقة التبلور. وتتم عملية الفصل بالأغشية بطريقة فيزيائية بحته حيث ينفصل الراشح عن محلول المستبعد.

في هذا الإطار، لذلك وجدت الترشيح بالأغشية تطبيقات كثيرة في الصناعات الغذائية وفي التقنية الحيوية وفي الصيدلة فكلها طرق على البارد ولا تحتاج إلى تسخين.

إضافةً إلى ذلك، كما يمكن بواسطة ترشيح الأغشية القيام بفصل مواد لا يمكن فصلها بالطرق الحرارية، فمثلًا لا يمكن فصل سائلين عن طريق التبخير إذا كان لها نفس درجة الغليان. أما في طريقة الأغشية فيمكن باختيار نوع الغشاء فصل مواد بعينها من دون التأثير على الآخر أو الآخرين.

ومن ناحية أخرى، إن نصف استخدامات تقنية الأغشية يطبق في الطب. فهي تستعمل في غسيل الكلى بطريقة أصطناعية وتعمل على فصل مواد سامة ضارة للجسم، وكذلك كرئة اصطناعية حيث يغتني الدم بالأكسجين خارج الجسم، ثم يعود إلى جسم المريض.