Cjevaste ultrafiltracione membrane su membranska tehnologija koja pod pritiskom koristi selektivnu permeaciju i mehaničko prosijavanje membrane kako bi se postiglo efikasno odvajanje komponenti različitih veličina čestica u otopini. Njegov osnovni princip rada leži u razlici između veličine pora membrane i veličine čestica komponenti u otopini za napajanje. Kroz jedinstveni dizajn cjevastog kanala protoka, formiran je način filtracije unakrsnog -protoka kako bi se suzbilo zagađivanje i održao stabilan protok.
Iz perspektive mehanizma odvajanja, sloj za odvajanje tubularne ultrafiltracione membrane ima ujednačenu veličinu pora u rasponu od nanometara do mikrometara, obično u rasponu od 2-100 nanometara, što odgovara graničnoj molekulskoj težini od približno 1.000-500.000 daltona. Kada dovodna otopina teče kroz unutrašnji ili vanjski zid membranske cijevi pod određenim pritiskom (obično 0,1-0,5 MPa), molekuli vode i male-otopljene tvari manje od veličine pora membrane mogu prodreti kroz sloj membrane na stranu permeata, formirajući pročišćeni permeat. U međuvremenu, suspendirane čestice, koloidi, bakterije, proteini, polisaharidi itd., veće od veličine pora membrane, zadržava membrana i ispušta se aksijalno duž membranske cijevi s koncentratom. Ovaj proces je u suštini fizičko prosijavanje, dodatno poboljšano elektrostatičkim odbijanjem nabijenih čestica površinskim nabojem membrane, čime se poboljšava preciznost odvajanja.
Dizajn cevastog protočnog kanala je ključna podrška za njegov princip rada. Za razliku od kompaktnih membrana kao što su membrane od šupljih vlakana, tubularne membrane koriste porozne potporne cijevi promjera od nekoliko milimetara do desetina milimetara kao nosač, stvarajući -poprečni-protok velike brzine unutar ili izvan cijevi. Ovaj unakrsni- obrazac protoka osigurava da najveći dio dovodne otopine teče kontinuirano paralelno s površinom membrane, sa samo malom količinom tekućine koja prožima kroz sloj membrane, efektivno smanjujući granični sloj membrane i snižavajući koncentraciju polarizacije i stopu taloženja otopljenih tvari na površini membrane. U međuvremenu, široki kanali protoka smanjuju rizik od začepljenja čestica. Čak i sa visoko suspendovanim čvrstim materijama ili rastvorima visokog -viskoziteta, turbulentno ribanje održava čistoću površine membrane, što je ključno za njenu superiornu sposobnost protiv obraštanja u poređenju sa drugim konfiguracijama.
During operation, the coordinated control of pressure, flow rate, and temperature directly affects operational efficiency. Appropriately increasing pressure can increase flux, but excessive pressure will exacerbate membrane fouling and energy consumption. Maintaining a sufficiently high cross-flow velocity (typically >2 m/s) ključno je za suzbijanje prljanja. Umjereno zagrijavanje može smanjiti viskozitet napajanja i poboljšati efikasnost prijenosa mase, ali se mora kontrolirati unutar raspona temperaturne otpornosti materijala membrane.
Ukratko, cjevaste ultrafiltracione membrane, kroz sinergistički mehanizam "pritiskom{0}}vođenim-prosijavanjem veličine pora-unakrsnim-supresijom zagađivanja unakrsnog toka," postižu efikasno bistrenje, koncentraciju i frakcioniranje složenih otopina za napajanje. Njegov princip rada prati osnovne principe membranskog odvajanja, dok njegova strukturna inovacija prevazilazi ograničenja tradicionalne membranske tehnologije u smislu antivegetacije i prilagodljivosti radnim uslovima, što ga čini pouzdanim rešenjem za izazovne zadatke odvajanja tečnosti.
