ساخت غشا سلولز استاتي براي فرآيند اسمز مستقيم

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پژوهش تاثير درصد وزني پليمر، دماي حمام انعقاد و نيز انجام عمليات حرارتي بر عملكرد غشا سلولز استاتي در فرآيند اسمز مستقيم موردبررسي قرار گرفت. از روش وارونگي فاز براي تهيه غشاهاي مسطح پليمري استفاده گرديد. محلول پليمري با درصدهاي وزني مختلفي از پليمر سلولز استات (CA) با جرم مولكولي g/mol 36000 و نيز 1-متيل 2-پيروليدن (NMP) به‌عنوان حلال تهيه گرديد و درون حمام حاوي آب مقطر با دماهاي C°0 و C° 23 فروبرده شد. عمليات حرارتي نيز در دماي C°80 به مدت 15 دقيقه بر روي نيمي از غشاهاي ايجادشده انجام گرفت تا تاثير آن بر شار و ميزان برگشت نمك غشاهاي سلولز استاتي ارزيابي شود. نتايج نشان داد كه با افزايش درصد وزني CA، كاهش دماي حمام انعقاد (CBT) و نيز انجام عمليات حرارتي، شار آب خالص عبوري از سمت خوراك به سمت محلول اسمزي ونيز شار معكوس نمك (RSF) از سمت محلول اسمزي به سمت محلول خوراك كاهش مي‌يابد. همچنين مشاهده شد كه استفاده از نسبت‌هاي5/17/5/82 و20/80 (وزني/ وزني) از NMP/CA و غوطه‌وري فيلم حاصل از آنها در حمام انعقاد C° 23 همراه با عمليات حرارتي منجر به ايجاد غشاهايي مي‌گردد كه ضمن داشتن شار آب مقطر عبوري مناسب از سمت خوراك به سمت محلول اسمزي داراي حداقل ميزان برگشت نمك از سمت محلول اسمزي به سمت خوراك مي‌باشند. پس از گام نخست كه يافتن غشاهايي با عملكرد بهينه بود، در گام دوم براي يافتن شرايط عملياتي كه اين غشا بتواند در آن بهترين عملكرد را داشته باشد به كمك نرم‌افزار Design-Expert و با روش پاسخ سطح (RSM) طراحي آزمايش انجام شد. براي اين منظور سه متغير دماي خوراك، اختلاف فشار و اختلاف غلظت محلول خوراك و محلول اسمزي در سه سطح انتخاب گرديد و شار آب خالص از سمت خوراك به سمت محلول اسمزي و نيز شار معكوس نمك به‌عنوان پاسخ‌هاي آزمايش انتخاب شدند. با احتساب انجام يك آزمايش با سه مرتبه تكرار به‌عنوان نقطه مركزي، تعداد 15 آزمايش توسط نرم‌افزار پيشنهاد گرديد. پس از انجام تمامي 15 حالت فوق و وارد نمودن پاسخ‌هاي آزمايش، نرم‌افزار حالت بهينه متغيرها را براي داشتن بيشترين شار و كمترين برگشت نمك، به‌صورت دماي كمينه C° 25 و فشار بيشينه bar 5/1 و نيز اختلاف غلظت بيشينه 5/1 را پيش‌بيني نمود. واژه‌هاي كليدي: غشا سلولز استاتي، اسمز مستقيم، وارونگي فاز، طراحي آزمايش به روش پاسخ سطح

188778

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي فرآيندهاي جداسازي

دكتر تورج محمدي