Jenis Ultrafiltrasi Aliran Silang
Sistem membran aliran silang adalah jenis filtrasi membran di mana aliran umpan mengalir sejajar dengan permukaan membran. Filtrasi aliran silang umumnya digunakan dalam sistem ultrafiltrasi. Beberapa perangkat ultrafiltrasi aliran silang yang khas meliputi:
- Serat Berongga Aliran Silang: Dalam modul membran ultrafiltrasi aliran silang serat berongga, banyak serat tubular digabungkan menjadi satu. Tabung kolektor permeat terletak di tengah bundel dan mengumpulkan cairan yang telah disaring. Aliran umpan diarahkan sejajar dengan serat, dan filtrat bergerak melalui dinding serat ke dalam kolektor.
- Gulungan Spiral Aliran Silang: Modul membran ultrafiltrasi gulungan spiral aliran silang berisi membran lembaran datar yang dilipat menjadi spiral. Konfigurasi gulungan spiral aliran silang memberikan area permukaan yang tinggi dengan pengemasan yang efisien. Aliran umpan bergerak secara tangensial melintasi permukaan membran, sementara permeat melewati pori-pori membran.
- Tubular Aliran Silang: Modul membran ultrafiltrasi tubular aliran silang menghadirkan serangkaian tabung silinder. Membran tubular memiliki diameter yang lebih besar daripada serat berongga. Aliran umpan mengalir melalui tabung di luar dinding membran, yang terendam dalam larutan. Aliran paralel membantu mengurangi polarisasi konsentrasi.
Spesifikasi dan Perawatan Ultrafiltrasi Aliran Silang
Spesifikasi untuk mikrofiltrasi/ultrafiltrasi aliran silang akan bervariasi tergantung pada desain sistem dan aplikasi. Parameter berikut adalah khas untuk sistem membran aliran silang.
Bahan Membran dan Ukuran Pori:
Membran ultrafiltrasi aliran silang dapat dibuat dari sejumlah bahan sintetis yang berbeda. Ini termasuk polisulfon, asetat selulosa asimetris, poliethersulfon, dan polietilen. Setiap bahan membran memberikan karakteristik unik untuk jenis aplikasi tertentu. Ukuran pori membran, biasanya antara 0,001 dan 0,1 mikron, menentukan jenis partikel dan mikroorganisme yang akan disaring oleh membran. Biasanya, bakteri, yang ukurannya berkisar dari 0,15 hingga 0,8 mikron, akan dihilangkan oleh membran, sementara air dan garam terlarut akan melewatinya.
Laju Fluks:
Laju fluks, diukur dalam liter per meter persegi per jam (LMH), menunjukkan berapa banyak cairan yang akan melewati membran setiap jam. Jumlah air yang akan meresap ke permukaan membran seluas satu meter persegi akan bergantung pada kualitas air umpan. Laju fluks tipikal untuk membran ultrafiltrasi aliran silang akan 50 hingga 200 LMH untuk air berpadatan rendah dan dapat melebihi 2000 LMH untuk cairan berpadatan tinggi seperti jus gula.
Tekanan Operasional:
Ultrafiltrasi aliran silang beroperasi pada tekanan rendah hingga sedang. Tekanan operasi tipikal akan berkisar dari 0,1 hingga 0,7 MPa (1 hingga 7 bar). Tekanan yang lebih tinggi akan menghasilkan lebih banyak permeat, tetapi tekanan yang lebih tinggi meningkatkan penyumbatan membran dan biaya energi.
Konfigurasi Modul:
Modul membran akan datang dalam berbagai konfigurasi, termasuk serat berongga, lembaran datar, dan gulungan spiral. Bahan membran dan desain modul akan berpotongan untuk memberikan filtrasi dan pengumpulan permeat yang efisien.
Perawatan:
Sangat penting untuk merawat membran ultrafiltrasi dengan benar agar dapat digunakan secara maksimal. Perawatan yang tepat akan mengurangi kebutuhan pembersihan dan meningkatkan masa pakai membran. Beberapa tips perawatan adalah sebagai berikut:
- Prosedur start-up dan shut-down sistem yang tepat harus selalu diikuti. Saat sistem dimatikan, pisahkan membran dari air umpan. Jika sistem akan tidak aktif untuk beberapa waktu, modul harus direndam dalam larutan pembersih.
- Hindari lonjakan tekanan dan perubahan tekanan yang cepat dengan secara bertahap meningkatkan tekanan trans-membran. Metode ini juga harus digunakan selama prosedur pembersihan dan pembilasan.
- Jaga aliran air umpan yang konstan ke membran. Fluktuasi dalam aliran air umpan dapat menyebabkan perubahan tekanan dan turbulensi, yang dapat merusak membran.
- Cegah penyumbatan biologi membran dengan menjaga kecepatan air umpan di atas minimum yang direkomendasikan dan mempertahankan parameter pengoperasian yang disarankan. Pastikan membran selalu terendam dalam air untuk menghindari kekeringan.
- Saat membran perlu dibersihkan, gunakan bahan kimia pembersih yang tidak membahayakan bahan membran.
Penggunaan Ultrafiltrasi Aliran Silang
Baik pabrik ultrafiltrasi aliran silang industri maupun pangan memiliki banyak kegunaan.
- Dalam sistem ultrafiltrasi aliran silang diafiltrasi, sebelum menggunakan produk susu untuk konsumsi manusia, limbah susu diproses untuk pemulihan produk tambahan.
- Teknik laboratorium yang ideal adalah menggunakan ultrafiltrasi aliran silang untuk mengkonsentrasikan senyawa berharga dari tumbuhan dan kemudian mengekstraksi senyawa tersebut melalui metode lain.
- Industri pengolahan daging dan unggas menggunakan ultrafiltrasi aliran silang untuk memisahkan protein dan asam lemak dari air limbah. Surfaktan dan pengemulsi juga dipisahkan, dan permeat yang diolah dengan ultrafiltrasi aliran silang cocok untuk dibuang ke sistem drainase.
- Industri makanan menggunakannya untuk mengkonsentrasikan dan memurnikan minuman seperti jus apel untuk mempertahankan jus buah berkualitas tinggi. Dalam industri yang sama, anggur anggur diklarifikasi dari residu anggur menggunakan ultrafiltrasi aliran silang. Gula dan garam brine juga dimurnikan menggunakan ultrafiltrasi aliran silang untuk menghilangkan kontaminan.
- Saat mengonsumsi air minum dari sumber daya alam seperti danau dan akuifer bawah tanah, air baku dimurnikan untuk penggunaan manusia. Kota-kota menggunakan teknologi ultrafiltrasi aliran silang ini.
- Emulsi yang dihasilkan selama pemulihan minyak, termasuk emulsi air dalam minyak, dapat dipisahkan menggunakan ultrafiltrasi aliran silang, yang memungkinkan air untuk diolah lebih lanjut dan didaur ulang untuk digunakan dalam proses ekstraksi. Dalam banyak kasus, penutupan loop penggunaan air di ladang minyak harus menjadi praktik standar untuk manajemen berkelanjutan.
- Pemindahan serat PET, protein, dan pewarna dari efluen dalam industri tekstil dilakukan dengan sistem ultrafiltrasi aliran silang sehingga efluen dapat diolah dan didaur ulang atau dibuang ke sistem drainase.
- Pemindahan laktosa dalam industri keju dilakukan dengan mesin ultrafiltrasi aliran silang yang memisahkan laktosa dari whey untuk membuat produksi keju lebih efisien.
Cara Memilih Ultrafiltrasi Aliran Silang
Saat memilih perangkat ultrafiltrasi aliran silang yang dijual, pembeli harus memilih peralatan untuk aplikasi pasar dan permintaan berikut.
- Aplikasi Pasar: Pertama, pembeli perlu mengidentifikasi aplikasi industri utama yang digunakan untuk filter ultrafiltrasi aliran silang. Misalnya, jika perangkat digunakan untuk perlindungan ekosistem dan pengolahan air limbah di industri lingkungan, maka mereka akan dipasang untuk menghilangkan kontaminan dalam air limbah. Di sisi lain, dalam industri pengolahan makanan dan minuman, perangkat digunakan untuk memisahkan dan memurnikan protein dan mengklarifikasi jus. Jika perangkat digunakan untuk desalinasi air laut untuk industri pertanian, maka filtrasi aliran silang reverse osmosis air laut akan digunakan. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengetahui aplikasi industri dan fitur penting spesifik yang perlu ada dalam filter ultrafiltrasi aliran silang untuk aplikasi tertentu untuk mempersempit pilihan yang tersedia untuk dipilih.
- Analisis Permintaan: Kedua, pembeli juga harus mempertimbangkan permintaan di pasar. Faktor ini memainkan peran penting dalam menentukan ukuran, kapasitas, dan kualitas filtrasi filter ultrafiltrasi aliran silang yang akan dibutuhkan untuk memenuhi permintaan. Misalnya, dalam industri pengolahan air limbah, jika hanya ada beberapa kontaminan dalam air limbah, pembeli akan menemukan bahwa permintaan untuk perangkat berkapasitas kecil rendah. Akibatnya, mereka akan ditawarkan perangkat berkapasitas kecil dengan kemampuan pemrosesan rendah. Oleh karena itu, mereka tidak akan dapat memenuhi permintaan pelanggan. Oleh karena itu, pembeli harus menganalisis permintaan pasar industri untuk memastikan bahwa perangkat yang dipilih akan mampu memenuhi kebutuhan pengguna akhir.
T&J Ultrafiltrasi Aliran Silang
T1: Apa tren teknologi ultrafiltrasi aliran silang terbaru?
J1: Penggunaan bahan membran dengan permeabilitas tinggi, anti-polusi, kemampuan pembersihan, dan laju penyumbatan rendah akan menjadi tren pengembangan teknologi ultrafiltrasi aliran silang.
T2: Mengapa ultrafiltrasi aliran silang lebih disukai daripada proses konsentrasi batch tradisional?
J2: Ultrafiltrasi aliran silang menghindari penumpukan material terkonsentrasi di permukaan membran, mengurangi penyumbatan dan mempertahankan efisiensi filtrasi. Selain itu, memerlukan waktu yang lebih singkat dan menyediakan aliran produk yang berkelanjutan.
T3: Apa saja tantangan yang terkait dengan ultrafiltrasi aliran silang?
J3: Mempertahankan kecepatan aliran silang yang tepat sangat penting. Kecepatan tinggi dapat merusak membran, sementara kecepatan rendah dapat meningkatkan penyumbatan. Desain sistem dan pemilihan pompa yang cermat sangat penting.
T4: Apa tren pasar masa depan ultrafiltrasi aliran silang?
J4: Nilai pasar global ultrafiltrasi aliran silang diperkirakan akan meningkat dari 7,4 miliar USD pada tahun 2022 menjadi 16,01 miliar USD pada tahun 2032.
