Mae pilenni ultrafiltration tiwbaidd yn broses allweddol wrth drawsnewid deunyddiau crai polymerig neu seramig yn elfennau pilen gwahanu gyda pherfformiad gwahanu penodol, cryfder mecanyddol, a strwythur sefydlog trwy brosesau ffisiocemegol manwl gywir. Gellir crynhoi'r broses hon fel: paratoi deunydd crai → paratoi cymorth → ffurfio haenau gwahanu → mowldio a halltu → postio-prosesu a phrofi → amgáu modiwlau.
Paratoi Deunydd Crai a Pharatoi Ateb Bilen Y cam cyntaf mewn cynhyrchu yw dewis deunydd bilen addas yn seiliedig ar ddangosyddion megis toriad pwysau moleciwlaidd targed, tymheredd a gwrthiant cyrydiad, a chryfder mecanyddol. Mae deunyddiau pilen organig cyffredin yn cynnwys polyethersulfone (PES), fflworid polyvinylidene (PVDF), a polypropylen (PP); mae pilenni anorganig yn bennaf yn cynnwys alwmina (Al₂O₃), zirconium ocsid (ZrO₂), a thitaniwm deuocsid (TiO₂).
Ar ôl dewis y deunydd, mae angen paratoi'r ateb castio yn fanwl gywir. Gan gymryd PES neu PVDF fel enghreifftiau, maent fel arfer yn cael eu cymysgu â thoddyddion (fel N, N-dimethylacetamide, DMAC) ac ychwanegion (fel polyvinylpyrrolidone, PVP) mewn cymhareb màs penodol (ee, polymer 10-35%, ychwanegion 1-20%, toddydd 50-89%). Mae'r gymysgedd yn cael ei droi ar 50-90 gradd am 12-48 awr i sicrhau diddymiad cyflawn, ac yna hidlo a degassing i ffurfio ateb castio homogenaidd a sefydlog.
Cefnogaeth (Tiwb Sylfaen) Paratoi: Er mwyn cefnogi'r haen gwahanu bregus a sicrhau fflwcs, rhaid paratoi tiwbiau cynnal mandyllog yn gyntaf. Mae dwy brif broses:
• Tiwb Cymorth Organig: Mae tapiau ffabrig nad ydynt wedi'u gwehyddu fel polyester a polyethylen yn cael eu dirwyn yn droellog ar diwb canolog metel ar beiriant weindio tiwb awtomatig. Cyflawnir atgyfnerthiad trwy gludydd toddi poeth a weldio ultrasonic, gan ffurfio tiwb cynnal gyda haen gyfansawdd ffabrig mewnol ac allanol heb ei wehyddu.
• Tiwbiau Cynnal Anorganig: Wedi'u gwneud o bowdrau ceramig fel alwmina a zirconium ocsid, mae'r tiwbiau hyn yn cael eu paratoi fel slyri, eu hallwthio, eu sychu, ac yna eu sintro ar dymheredd uchel i ffurfio tiwbiau ceramig cryfder uchel gyda strwythur mandyllog.
• Ffurfiant Haen Gwahanu: Yr haen wahanu yw'r ffactor craidd sy'n pennu perfformiad y bilen. Rhennir ei broses ffurfio yn bennaf yn ddau gategori: gwrthdroad cyfnod gwlyb a gorchudd cyfansawdd.
1. Gwrthdroad Cam Gwlyb (Proses Prif Ffrwd): Defnyddir y broses hon yn eang mewn pilenni ultrafiltration tiwbaidd organig. Mae'r hydoddiant castio parod wedi'i orchuddio'n unffurf ar wal fewnol neu allanol y tiwb cynnal, sydd wedyn yn cael ei drochi mewn baddon ceulo (dŵr fel arfer). Mae gwahaniad fesul cam yn digwydd rhwng hydoddiant y bilen a'r baddon ceulo, gyda thoddyddion a thoddyddion nad ydynt yn-gyfnewid, gan ffurfio haen wahanu ultrathin gyda strwythur anghymesur ar yr wyneb cynnal. Trwy reoli ffurfiant hydoddiant castio, tymheredd, amser gelation, ac ongl fewnfa ddŵr y tiwb cymorth, gellir rheoli maint mandwll a fflwcs y bilen yn fanwl gywir.
2. Gorchudd Cyfansawdd: Er mwyn gwella priodweddau gwrthffowlio y bilen neu gyflawni swyddogaethau gwahanu arbennig, mae haen gyfansawdd yn aml yn cael ei hadeiladu ar wyneb y gefnogaeth hydraidd. Er enghraifft, gall gorchuddio wal fewnol tiwb cynnal PVDF â haen hydroffilig PDA (dopamin) ac yna dyddodi nanolenni GO (graphene ocsid) gynhyrchu pilen nanofiltradiad cyfansawdd cyfradd uchel -fflwcs, uchel. Mae pilenni ceramig yn aml yn defnyddio proses cotio gel sol amlhaenog, gan ddyddodi alwmina, boehmite, a thitaniwm deuocsid nanosolau yn ddilyniannol ar gynhaliaeth hydraidd bras, gan leihau maint mandwll yn raddol o lefel y micromedr i'r lefel uwch-hidlo (<100 nm).
Triniaeth ffurfio, halltu a phostio
Ar ôl gorchuddio, mae angen ffurfio a gwella'r bilen. Mae tiwbiau pilen organig yn cael eu hoeri a'u halltu, yna eu torri i hydoedd safonol yn ôl yr angen. Er mwyn gwella hyblygrwydd a gwrthiant plygu, weithiau maent yn cael eu trochi mewn toddiant lleithio fel glyserin. Mae angen sychu pilenni cerameg a sintro tymheredd uchel i sicrhau cysylltiad cryf rhwng yr haen wahanu a'r gefnogaeth, gan ffurfio strwythur mandwll hierarchaidd sefydlog.
Arolygu a Rheoli Ansawdd
Mae pob swp o gynhyrchion yn cael arolygiad ansawdd trylwyr i sicrhau bod perfformiad yn bodloni safonau. Mae dangosyddion allweddol yn cynnwys:
• Perfformiad sylfaenol: Fflwcs dŵr pur o dan bwysau safonol (ee, 0.1-0.25 MPa). • Perfformiad Gwahanu: Cyfradd cadw sylweddau safonol gyda phwysau moleciwlaidd penodol (fel PEG, BSA) i bennu'r toriad pwysau moleciwlaidd.
• Priodweddau Corfforol: Ymddangosiad, dimensiynau, trwch wal, cryfder mecanyddol, a gwrthiant pwysau.
Amgáu Modiwl: Bydd y tiwbiau pilen a brofwyd yn cael eu hamgáu i ffurfio'r modiwl pilen tiwbaidd terfynol. Mae'r broses amgáu yn cynnwys:
1. Selio Diwedd: Cynhesu-capiau pen toddi neu fondio i ddau ben y tiwb pilen i ffurfio ceudod caeedig.
2. Bwndelu: Llwytho tiwbiau pilen lluosog i'r tai sy'n gallu gwrthsefyll pwysau yn unol â gofynion dylunio, a gosod porthladdoedd mewnfa/allfa, cysylltwyr a chydrannau eraill.
3. Arolygiad Terfynol: Perfformio aerglosrwydd cyffredinol a phrofion pwysau ar y modiwl wedi'i amgáu. Ar ôl cymhwyso, gellir ei storio fel cynnyrch safonol neu ei gyflwyno i'w ddefnyddio.
