Màng tách chất lỏng là những vật liệu mỏng, xốp có thể phân tách có chọn lọc các thành phần khác nhau của hỗn hợp chất lỏng dựa trên kích thước phân tử, điện tích và các tính chất vật lý hoặc hóa học khác của chúng. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ lọc nước và xử lý nước thải đến sản xuất hóa chất và dược phẩm, chế biến thực phẩm và nghiên cứu y sinh.
Có một số loại màng tách chất lỏng, bao gồm vi lọc, siêu lọc, lọc nano và màng thẩm thấu ngược. Màng vi lọc có kích thước lỗ từ 0,1 đến 10 micron và có thể loại bỏ chất rắn lơ lửng, vi khuẩn và các phân tử lớn khỏi chất lỏng. Màng siêu lọc có kích thước lỗ nhỏ hơn (0,001 đến 0,1 micron) và có thể loại bỏ các hạt nhỏ hơn, vi rút và đại phân tử. Màng lọc nano thậm chí còn có lỗ nhỏ hơn (0,001 đến 0,01 micron) và có thể loại bỏ các ion hóa trị hai, phân tử hữu cơ và một số ion hóa trị một. Màng thẩm thấu ngược có kích thước lỗ nhỏ nhất (dưới 0,001 micron) và có thể loại bỏ gần như tất cả các ion, phân tử và hạt hòa tan khỏi chất lỏng.
Màng tách chất lỏng có thể được làm từ nhiều loại vật liệu, bao gồm polyme, gốm sứ và kim loại. Màng polyme được sử dụng rộng rãi nhất do tính linh hoạt, chi phí thấp và dễ chế tạo. Chúng có thể được làm từ nhiều loại polyme, bao gồm polyetylen, polypropylen, polysulfone và polyamit. Màng gốm cứng và bền hơn, nhưng đắt hơn và khó chế tạo. Màng kim loại bền nhất và có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao, nhưng cũng đắt nhất và khó chế tạo.
Hiệu suất của màng tách chất lỏng phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm kích thước lỗ, độ dày, hóa học bề mặt và bản chất của hỗn hợp chất lỏng được tách. Sự tắc nghẽn màng, hoặc sự tích tụ của các hạt và chất gây ô nhiễm trên bề mặt màng hoặc trong các lỗ của màng, là một vấn đề phổ biến có thể làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của màng. Để ngăn ngừa tắc nghẽn, các màng có thể được phủ bằng vật liệu ưa nước hoặc chống bám bẩn, hoặc vận hành ở áp suất thấp với việc vệ sinh và bảo trì thường xuyên.
Màng tách chất lỏng có thể được sử dụng trong nhiều cấu hình khác nhau, bao gồm các mô-đun dạng tấm phẳng, dạng quấn xoắn ốc, dạng ống và sợi rỗng. Màng phẳng bao gồm một lớp màng phẳng, mỏng được kẹp giữa hai lớp hỗ trợ và được sử dụng trong các ứng dụng áp suất thấp. Màng quấn xoắn ốc bao gồm một màng quấn quanh một ống trung tâm và được sử dụng trong các ứng dụng áp suất cao. Màng hình ống bao gồm một màng hình trụ dài được gắn theo chiều dọc hoặc chiều ngang và được sử dụng trong các ứng dụng có lưu lượng lớn. Màng sợi rỗng bao gồm hàng nghìn sợi nhỏ, rỗng bó lại với nhau và được sử dụng trong cả ứng dụng áp suất thấp và áp suất cao.
Màng tách chất lỏng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng xử lý nước và nước thải để loại bỏ chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, vi rút và các chất gây ô nhiễm khác khỏi nước. Chúng cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống để làm trong và lọc nước trái cây, sữa, bia và các chất lỏng khác. Trong ngành dược phẩm, chúng được sử dụng để tách và tinh chế thuốc và sinh học. Trong công nghiệp hóa chất, chúng được sử dụng để tách và tinh chế các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Trong lĩnh vực nghiên cứu y sinh, chúng được sử dụng để phân lập và tinh chế các tế bào và protein để nghiên cứu thêm.
Nhìn chung, màng tách chất lỏng là một công nghệ linh hoạt và mạnh mẽ để tách có chọn lọc các thành phần khác nhau của hỗn hợp chất lỏng. Nghiên cứu và phát triển màng tách chất lỏng đã tập trung vào việc cải thiện hiệu suất của màng, giảm tắc nghẽn và phát triển các vật liệu và ứng dụng mới.
Một số tiến bộ gần đây trong lĩnh vực này là:
Phát triển các vật liệu màng tiên tiến: Các nhà nghiên cứu đang khám phá việc sử dụng các vật liệu mới, chẳng hạn như ôxít graphene, ống nano cacbon và khung kim loại hữu cơ, để tạo ra các màng có tính chọn lọc, tính thấm và độ bền được cải thiện. Những vật liệu này có các đặc tính độc đáo có thể được điều chỉnh để phù hợp với các nhu cầu tách cụ thể, chẳng hạn như tách các phân tử hữu cơ, kim loại nặng và khí.
Chế tạo màng composite: Các nhà nghiên cứu cũng đang phát triển màng composite kết hợp các đặc tính của các vật liệu khác nhau để tạo ra màng có hiệu suất nâng cao. Ví dụ, họ đang kết hợp các ống nano cacbon với các màng polyme để tạo ra các màng bền hơn và chọn lọc hơn.
Sửa đổi bề mặt màng: Để giảm tắc nghẽn, các nhà nghiên cứu đang sửa đổi bề mặt màng bằng lớp phủ ưa nước hoặc chống bám bẩn. Những lớp phủ này có thể đẩy lùi hữu cơ và inorga thành phần được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp cho các ứng dụng tách, lọc và tinh chế khí và chất lỏng. Việc lựa chọn loại màng và kỹ thuật chế tạo phụ thuộc vào ứng dụng và phải vượt qua một số thách thức để đảm bảo màng hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Nghiên cứu liên tục về công nghệ màng được kỳ vọng sẽ cải thiện hiệu suất của màng, giảm chi phí sản xuất và mở rộng ứng dụng của chúng sang các lĩnh vực mới.
Phát triển các thiết kế mô-đun mới: Các nhà nghiên cứu đang khám phá các thiết kế mô-đun mới có thể cải thiện hiệu quả và độ bền của màng. Ví dụ, họ đang phát triển các hệ thống màng mô-đun có thể tự động điều chỉnh các điều kiện vận hành để tối ưu hóa hiệu suất và giảm tắc nghẽn.
Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo: Để giảm mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon, các nhà nghiên cứu đang khám phá việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và gió, để cung cấp năng lượng cho các hệ thống màng. Họ cũng đang phát triển các công nghệ mới, chẳng hạn như chưng cất màng và lò phản ứng sinh học màng, có thể tạo ra năng lượng từ các dòng chất thải và giảm tác động môi trường của quá trình tách chất lỏng.
Ứng dụng của màng ngăn cách chất lỏng
Xử lý nước và nước thải: Màng được sử dụng để loại bỏ các tạp chất, chẳng hạn như chất rắn lơ lửng, vi khuẩn và vi rút khỏi nước và nước thải. Chúng được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước đô thị, nhà máy khử muối và các cơ sở xử lý nước thải công nghiệp.
Ngành thực phẩm và đồ uống: Màng được sử dụng để làm trong và cô đặc nước trái cây, sữa, bia và các chất lỏng khác. Chúng cũng có thể được sử dụng để loại bỏ hương vị và mùi không mong muốn từ các sản phẩm thực phẩm.
Công nghiệp dược phẩm: Màng được sử dụng để tách và tinh chế thuốc và sinh học. Chúng được sử dụng trong khám phá và phát triển thuốc, cũng như trong sản xuất vắc-xin và dược phẩm sinh học.
Công nghiệp hóa chất: Màng được sử dụng để tách và tinh chế các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Chúng được sử dụng trong sản xuất hóa chất, chẳng hạn như dung môi, axit và rượu.
Nghiên cứu y sinh: Màng được sử dụng để cô lập và tinh chế các tế bào và protein để nghiên cứu thêm. Chúng được sử dụng trong nuôi cấy tế bào, proteomics và nghiên cứu bộ gen.
Công ty cổ phần hoá chất Đông Á tự hào là đơn vị tư nhân tiên phong trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm hoá chất cơ bản như NaOH, HCl, PAC, Javen, Clo lỏng, Chlorine (Calcium hypochlorite) phục vụ các ngành công nghiệp trong nước.