424-435 xxxx1 xxxxxx,xxxxxx,xxxxxx · microfiltration 8 4 6 1 2 red blood cell bacteria emulsions...

Post on 03-Jun-2020

21 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

Demo

���� ������������� ��������������������������� � ��������

1. �� �

����������������������������

���������������������������

�����������������������������

����������������������������

�����������������������������

����������������������������

����������������������������

������������������� ������������

������� ����������������������������

�����������������������������

�����������������������������

�����������������������������

����������������������������

����������������������������

������������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

������������������������

��������������������������

����������������������������

�������������������������

�����������

� � � ��

������������������� ������� ���� ���� ���� ������� ������

������������������������������������������������ ������������������� ����!"#$%�&����������

'���(�����������) ���"$*#*�������� ��$��� +����,�-����������

������������������$.��������&����� ���/��������� �����0������1������023&���4'�

��5��������������(�����������) ��!"$65%���������

���������������)��$0����&�)����'����&�����2��������) �/��7 �1����� �������6!�8����$

)���!��/�9�������) ���%$65��������� �

� ����

!""!�

!""��

!""��

!""!��

� �

�����������������

��������“�������

�����������������

��: ���“���������

���� 2.���

������������

�����

� ����

!""!�

!""!��

� �

!""4��

� �

���������������

��������������

�.���$'������

��������������

����������

� � �

� ����

�%%!�

�%%!��

�%%#�

!""���

!""4�

�%%#��

� �

!""5��

� �

'����&�����2�����3.�������

��� ����&;&����

������

����������������

��������������

�����

�������������

����������

������������ ���� ���� ������ ��� � ����

������*���������������������

���������������������������

���������������������������

�������������������������

����������������������������

����������������������1�����

������ ��!$5�����������������

��������������������������)����

���� ) ��������������������$�� ) �������$

��������� ���� ������������

������������������������� ��

���������������������%5"����� ��

����� �����������������������

���<�������)��,����������������

�������������������������

�����2������������%#"���������

���������������������� ���

�%6%����=����� ��(�������������

���������������������� ����%*�

��������������� ��� �%*!�����

��������� ��� �

���� ���� ��� ���� ���� ������

��������������������������

����������������������������

�������������������4���������

������� ���������������������

������������������������������

�������������������������������

����������������� �����������

�����������������������������

������������� ����������� ����

������������������������������

������������������������������

�������������������������������

�����������������������������

��#$�#

������������������������

���������������������������

��������������������� � ��>���������

����������������������������

���������� ��) ������������� �����

������������������������

���������������������������

����������������������������

�������������������6$�%

�������

������������������������������

��$�������$������������������

������!"$!!

���3��������������

��������������������������

���������������������

��������������� ������ ����� �����������

��������������� �������� ����� ������������������������������

���������������� �������� ����� ����������������

��!��������� "�� �����!�� ��#�� �����������$�!����

������!�������%� &'�� ��##� !�����������

��(����������%� &'�� ��)�� ����*�����!�����������

��������������%� &'�� ��)�� ���+����������������

,������������%� &'�� ��-�� �!�,������(����

���������!������������ �������� ��.�� ���+����/������������

���(�������%��������0�

"�� �����!����.��

!� �!���������,������

��(�����

?���� ���� �@�A���()���� ���� �� �

������������������

������ ������� ��� �

���� ������� �����

����� ����� ������� ��� �����������

�������������� �!� ��""�

���#��$��%� ������� & �'��� �����������

������% �� �� ( ��)��������� �����*��+���� ����,�����

����� ��#���� ��%� �� �� ��,����!� ���-�

������% �� �� ������ �-�"�

���) ����%�������� +���� ��� �-���

�� �%� ������) ���� .$����#� �-��,�-���

�� )��������� /������ �-���

������������� ������ � �-���

���) ����%�������� (�� �����0�#� ������ � �-���

%� �������� ��'����0�� �� �-"����-"��

��� )����'� ���#����� 1������1���'��!#� �-���

������,������������� 2������� �-�"�

�����������������������������

����������� ���������� ����������������

���������������������������

������������������������������

������������������������������

��������������

��������������������������

����������

�������������������������

����������������

�������������������������

����������

�������������������������

���������������������

�����������������������������

�������������

�������������������������

�����������������

����������������

��� ������������� ��������������������������� � ��������

���� �!��� �

2. �� �

2.1 ���� ��� �

���������������������������$

��������� ������������ ��������� � ���) $

���� �������������������� ������������

����������������������������������

������������������1�����������

������������������������� �

�����4������������������������

������������������� �������

Å µmMol.Wt.

107

106

105

104

Gen

eral

Filt

rati

on

1000

800

600

400

200105100

• Sewing NeedleDiameter

• Razor BladeThickness

• 150 Mesh

Beach sand

Drizzle

80

60

4037

2010

• Smallest visibleparticle

• Human HairDiameter

• 400 Mesh• Ragweed Pollen

Carbonblack

Mist

Pollens

Mic

rofi

ltra

tion

8

4

6

12

Red bloodcell

Bacteria

Emulsions

(Latex)Syrups

WhiteLite

Micro-scopy

0.8

0.6

0.4

0.20.1

8000

4000

10001,000,000

Yeasts&Fungi

• Serratiamarcescens

• Pseudomonasdiminuta;DOP

Mycoplasm

Ult

rafi

ltra

tion

400

800

100

500,000

300,000

100,000

0.08

0.06

0.04

0.020.01

TobaccoSmoke

Endotoxins(Pyrogen)

Proteins

Colloids

ElectronMicroscopy

Virus• Albumin(60,000MW)50,000

30,000

10,000

80

40

10

0.0080.006

0.004

0.002

0.001

500

50

Rev

erse

Osm

osis

Soluble Salts(Ions) Metal Ions

����������������������������������

������������ ���� ���� ������ ��� � ����

�����������������������������

� ��!5�� �������������������

����������"�!""���������������

��������������������������

����������������������������

����������"�"""�!""�"""��������

��"�""4�"�4�µ��������������������

���������� �%�#�� ;����������

����������������������������

���%6"�������������� ��������

�������������� ��������������

�������� �

����������������������������

���������������������������

�����������������������������

��������������������������������

������������������������ ��� ��

�����������������������������

���������������������������

����������������� �

��������������������������

����������������������������

����������������������������

���������������!"��""��������

���������������������� '��� ���� �

(���� ��(� �� �(�������� �4�"""���B<���

�������!4������%6���������������

�������������������� !6�������

������������������������ ��

�������������� ������������

����������������!�������������

����������������������������

���������������������������

�����������������������������

���������������������"�!�5����

����������������������������

����������������������������

����� �9�)�(�������������� �9������������

����)�) ������������ �����(�������������

������������(��������������C������C�(���

��%�������� ���������� �������

�� !"��"$#� �B��������������� ���

�"$#��B��������������5��"

$#��B�������

�#��"$#��B����������%��"

$#��B�������

���������������������������

��������������5��������������

������������ �

�������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

������� )���������������������

�����������������������������

���������������������������

�����������������������������

�����������������������������

������������������� �

2.2 �� ����

2.2.1 �� ��� ��

��������������������������

���������������������������

���� ����������������������

�����������������������������

�����������������������������

����������������������������

������������������

������� ����������������� ���� ��� �!"� #����������

��������������� $%&�'%$ $%(�($$ )&$$*$$$ �������*����������������������

+�������������� (%,�($ $%$$,�$%, ($*$$$�&$$*$$$ ������������*���-���*������������

.������������� ($�&$ $%$$(�$%$( &$$�($*$$$ "���*��

��*��������

/�-���������� &$�($$ 0$%$$( 0&$$ �����*���

������������������������������

�������������� ����

� �������������� ����

��������

��������

������� ���� ���� ��������������� ����

����������� � �� � �� � ������������!"� ��� �

"� ���#����� ��� � ����������� �������

������ � ���� ����$������ ����

%� � ����� ������� ������� ��� �

���������&�'(� ���� ����������� �� �����

���� ������������� ��������������������������� � ��������

��������������������������

���������������������������

���������������� �

���������

����������������

�������������������������

����� ������ �

totR

PJ

η∆= � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �!�� �

�����������������∆���������� ���

����������������������������

������������������������������������������2����������������

����������������3�����������

��������������������������� �

2.2.2 ���� ��

���4 �����5���������������

��������������� ��� �

��������������������������

��������������������������

����������������������������

�����������������������������

�������������������� ���������

�����������������������������

������������������������������

������������� �) ��������������

(���)����������������������������

����������������������������

���� ������������������������

���������������������������

���������� �

pvvC CJdx

dcDJ =− � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ���� �

�������������������������� �

�����������������������

����� �

Time

Flux

������������������������������������

Porousmembrane

Rp

Ra

Rm

Rg

Rcp

feed

Ra

Rm

Rg

Rcp

Various resistance

Rp : pore-blocking

: adsorption

: membrane

: gel layer formation

: concentration polarization

���������������������������������

��������������

bulk feed

boundarylayer

membrane

Cp

Cb

backdiffusion

permeate

Cm

x = 0x = δ�

�������������������������������

permeate

permeate

feed in concentrationboundary layer

membrane

������������������������������

������������ ���� ���� ������ ��� � ����

��"�� � � � � � �� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �5��

��� � � � � � �� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � ��4��

�� ���������� �

=

−−

D

J

CC

CC v

pb

bm δexp � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �#��

�����������������������

����������� �

δD

k = � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �6��

�����������������������,�����������������

�������������#����

=++

=k

JR

R

k

J

C

C vtin

v

b

m exp)1(

exp

int

� � � � � � � � � � � � � �*��

������������������������������

����D�$���������������������������������������������������%��

����������������(��,����������������

������������ �

����D�$���������������������������������������������������"��

���������������������������$

����������� ��>��������() )�������������

��������������D��"����D"���� �#����

���������� �

=

k

J

C

C v

b

m exp � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �����

2.2.3 ���� ����

���������������������������

������������������������6����

����������������������� ��� �

�����������������������

���������������������������

���������������������������

�������������������������

���������������������������

�������������� ������������

�����������������������

���������������������� �����

��������������������������

�������������������������

������ �� ������'��������������

���������������������������

���������������������7��������

����������������������������6����������������������������

����������� ��� �

2.3 ��� ��

���������������������������

��������������� �� ���������� ���� ���

���� �������� ���������

����������� ���� ���

������������������������������

������

����������� ���� ��������������������� ��������� ����

� ������������������

����� ��������� �� ��� ������������������ �������!��

"�������� # �� # ��������� ��������

��������������������������������

��������

��������������

�� �����������������������������������������

����������������������������������������������������������

����������������

����������

����������

����� ����������������������������

������������ ����

�� ������������������������ � � � ������ �����

�������!�������

��������"�������� � �#������������

�����!��������

"�������$��������� "�������������������������

$������������"���������������������

� �������� � ������������

����������$��������� ������������������������������

%����������%�������������������!��������

������ �����

&���'�������� �����������������������������

�������������������������� �������� ��������������(

���������

��������$��������������� ������������

�������������������������� ����

���� ������������� ��������������������������� � ��������

�������������������� ������

������������������� ��������

���������������������������

������ ��������������)�����$

������������������������������

����$��)�� ���������������������

������ ����������������������

���������������������������

����������������������������

������������� ���������

����������������������������

���������������������������

�������������������������

������������ �������������

����������������������������

��������� ������������������

���������������������������

������� ����������.&���� ������ �(���$�

� )��(���.E';���� ������ )������ �����. ;2���

� ��� ����..���� ����(��.F����� ) ����������

� ��) �����.������ ������$���(���.2������� �$

���������������.22������������������

������������ �������������������$

�������� ����$�����������������������

�����������������������������$�

����������������������������

������������.&����������7��� �. ;2��.E';������������..�����������

�����8������������� ��������

. ;2�����������������������

��������������������������.E';

vortices

vortex formation

centerlineflow

membrane

poroussupport

permeate

porous wall

protuberence

porous wall

inserts

porous wall

porous wall

parabolic flow

withpulsations

����������������������������������

C

CH3

CH3

O* O C

O

*

��������������� ����������

C

F

* C

F

*

FF

polytetrafluoroethylene

* C C *

F H

HF

polyvinylidenefluoride

* C C *

H CH3

H H

polypropylene �

�������������������������

������������ ���� ���� ������ ��� � ����

��. ;2����������������������

����(������ ������(��'G;���(������ ����$

���(��'GF���� ������ �������� 2.��� ���

������������������������. ;2��

����������� ����������������������

������� .E';������������ ������������

������ �

..������������������� ����������

��������������������������������

�������������������������������

��������. ;2��.E';����..�������

���������������������������

������������������������� ��

����������������������������

���������������� �����������

������������� �� ) �������9��� �� )$ ��������������� ) ����������������� ) ������$

������������� ��� ) ������� ) �������������� )$

�����������$�)����������������������

�������� �� ) �����������������

� ����������� ������������

���� ������������� �

&� ) ������������������������

��� ��"""��� %�"""���� ������������

�� 4""�"""��� ��4""�"""������� 8 )�����

��������� �� ) ������������� �� ) �����������

������� ��� ) ��������������������

����������(�H� �������������8 )�����

���������9�����������β$��5$� )$����(�������������������������

��������������������������

���������������������������

�������������(�H� �������������

������������������� ������

�����������������������������

��������������������������

������������������ =� 5�#�4��

���������������������������

���� �

�������������� �������������

���(�����$&I$/=$������������ �$

���(��������10���������� � ����(���

����������������� � ����(�����

��������������������������

���������������� �������

������ � ����(��������������

���������������� ���������

�������� �

��������������"�"4�"���µ����

������� ���������� ����$���������� ����������

������������������������ �����

���������������������������

�������������������������� �

���� .������ � �������) ������.2���� � �$

��� ����� ��.F/����� ) ������������ ����(�B�

� ���������(����� ����(�������.E';���� �$

���������������.22����� �������� .���

����11����������� �%"����� .2���

��12��� !�"�������������������

������� �

��������� �������������� ��

��������������������� �����

�����������.� ������������.2������

13��������������������������� �

���������������������������

���.22�����14����������������

������������������� �

.� ����(���������������������

O

OH

OH

CH2OH

O

CH2OH

OH

HO

O

*O *

������� ������ ����������

N

H

* CH2 5 C

O

*

Nylon-6

N*

H

N

H

C

O

C *

O

poly(m-phenylene isophtalamide) (Nomex) �

��� ���� ���� �������� ����������� ���� �����

���� ���� ����������

���� ������������� ��������������������������� � ��������

������ ����� �������������.� �$

���(��.����� ��������(��.2�����������

�����15����� ��� �

.F/��� ��������������������

������������������ ������������

����������������������������

����������������������������

������� �������������� ������� ����������

������������� �

3. ������

3.1 ���� ��

!""�������������������� *"���

�����������������%�%J���������*J��

���� !��4J������������������

!�*J��������������������������B5

�������������������� !""#�� �""��

���������������!""*����!5���

�����������!""!����!""*�������

���������������������8�����

��� �

������������������������!""�

������������#�!J��������������

������������ !""�������������

����������!!�4J���!""*��!"�6J����

!J���������������� ����������

�%��J����*��J������������������

��������� !*�"J��� !*�5J�������

����������������������������

������!5�!J���!4�*J���J��������

���������������������������

����������������������� ����

�������������������� %!��J���

�������������6�%J��������������

������������� !""*���� %�!J�����

��������������� �

3.2 ��� ����

������������ !""5�����������

����� #�� #�!""������� ���� 4�� 5��

*""�����������*���5""����������

������ #�� %�%""��������������

��������������������!""!����

!""*������������������������

16����� ��� �

���������������������������

F����� ������������&� ��(��;�����)���82F�;� $

�������� ������G����� �9��I������G�����$

���������.��������������������������$

O* C

CH3

CH3

OO2S *

����������������� ����������

*O2S O *

����������� �� ������ ����������

* O C *

O

��

��������������������

* O O C *

O

���������������������

C

N

C

N

C

O **

O

O

O

O

polyimide (Kapton)

C

N

CO

*

O

O

C

CH3

CH3

O

N

O

O

*

polyetherimide (PEI) (Ultem) �

�������������������������

�������������������� ������ ��������

��������������� �� � ���� ���� ���� ���� ���� ����

������ ������ ������ ������ ����� � � ����� �����

����� !�����!�� ������ ������ ������ ������ ��� �� ����� � ���

�!�� !�����!�� ����� � ��� ����� ����� �� �� �� ��� ������

��"����!#$!%�

��&����!�������� ������ ����� ����� ����� ����� �� ���

'�����&����!�� ���� ���� ���� ���� ���� ���� ����

(���� ������ ������ ��� �� ������ ��������������� �����

Demo

������������ ����� ���� ������ ��� � ��

�������������������������

��������������� �������

������������� ��������

������������������������

������������������������������

� ��������������� �� ��� ��� ����

��� � � � ���� ���� ����� � ��

������������� !���������

���������� ��� ��������

����������� �������� ����

������ "� �� �������������

���������������"�!������

������������������������

�� "�������������������

"���!�����������"��������

���!� ��������������������

��������!�������������

������

���17�����������������

����������

���������������������

����������������������

���������� !���������

��� ��� ���������������

������ � � �������������

������� �� ��"����������

���������������!��� ������

�� �� �� "���������������

�������������#$$���%���&

'��(���)*#+���$���(�����%�,�����������

���(�(-���(��.�/0�1��%��$������(��2���

3�,4(���-����+2�����(�,��50+����6�(�,��

633���6�7�,46(���(����(���������������$����

��8������9�/0�-�,������+����(�:��4�������&

$�������'��(��3����$�����������

���#1����,4���$����,4�*��6((�;����(�

<�(�(����

������������������� ��

���������������������

�������������������

����������18���������

���������� ��� ��� "!� "� ���

������������ � ������

����� �� !� ��������� � �

0

1000

2000

3000

4000

5000

2002

20032004

20052006

20072008

RO/NFUF

MFOther

Total

Sal

es (

US

$ m

illio

n)

Year

Membrane Process�

������������������������������

0

1000

2000

3000

4000

5000

2002

20032004

20052006

20072008

RO/NFUF

MFOther

Total

Sal

es (

US

$ m

illio

n)

Year

Membrane Process�

��������������������������������

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2002

20032004

20052006

20072008

RO/NFUF

MFOther

Total

Sal

es (

US

$ m

illio

n)

Year

Membrane Process�

�������������������������������

Demo

���� ������������� ��������������������������� � ��������

���������� ��� ������������������

��� �������������� ������������

������������ �

������������ ��� ������������

�������������������������������

�� ����������������� �� ��� ������

������� �� ��� ������������������

�� �� ������������� �� �� �������

�������������������������� ����

�� �� ��������������� �� ��� �����

����������������������������

�� �� ��� ���������� �� ��� ���������

�����������������������������

���������19������20�������������

3.3 �� �� ����

���������������������������

����������������������������

����������������������������

�������������������������9���

������������

��9�������������������� ��� �

�� ���������� �������� � ���������

�������������������������������

����� �����������������������

�����������������������������

������������������������������

��������� �

4. �� �

����������������������� ����

�����������������������������

������������������������������

����������������������������

����������������������������

�������������������������

����������������������������

���������������������������

�����������������������������

�����������������������������

�������������������� ������

�����������������������������

�������������������������������

����������������������������

��������������������������

������������������ ����������

���������������� �������������

����������������������������

������������������������� ���

����������� ��������������

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2002

20032004

20052006

20072008

RO/NFUF

MFOther

Total

Sal

es (

US

$ m

illio

n)

Year

Membrane Process�

��������������������������������

0

50

100

150

200

2002

20032004

20052006

20072008

RO/NFUF

MFOther

Total

Sal

es (

US

$ m

illio

n)

Year

Membrane Process�

���������������������������������

��������������������������� ���������

��������������� �� � ���� ���� ���� ���� ���� ����

������ ��� ��� ��� �� � ���� ���� ����

������ ����� �� �� � � ��� ��� ��� ���� ����

� ��� ����� �� � �� ���� ���� ���� ���� ���� ����

��!���� "# $������� �� ��� ��� ��� ���� ���� ���� � ��

%��������� �� ��� ��� ��� ��� ��� ���� � �

&���� �'� �� �'���� �' ��� �'���� �'���� �'���� �'����

������������ ���� ���� ������ ��� � ����

������ ������������ �� �������

����������������������������

����������������������������

������������������������������

������������������������

����������������������������

������ ���������������������

��������������������������

����������������������������

��������������������������

��������������������������

�������������������������

���������������������� �

���� �

� �������������Basic principles of membrane technology��

������������������ ���!������"�������� �

� ���#�������$%%����&�the Journal of Membrane Science,�

�����'���(�� �

� ��)�����*�+%������J. Membr. Sci.,�������'���(�� �

� ���,�������%�+��J. Membr. Sci.,��������'��(�� �

� ���-�����)�������.��#�+�"�/���+��0��1��2������Mem-

branes in bioprocessing -theory and applications��3"��4

��+�5�)������� �� �

� ������#������Handbook of industrial membranes��%�������

,�%�6�����78&���������� �

� ��������!��43�+��2����*����+��3��9��#����/��3�����

:����:�����:���������+������������J. Membr. Sci.,�

������ �'���(�� �

� ���:��;��%�����,��,%��������+����������+���Water Sci.

Technol.,��������'���(�� �

� ���!��1��2��:�������3�� -�� #���+<����� �+��0��;��

:��+%�+���Water Sci. Technol.,�������'���(�� �

���-�� 9�� ����/�6��"�� �+�� ��� 0�� ����=��6�++��� J.

Membr. Sci.,���������'���(�� �

��������%��������������"������+��)��7">���J.

Ferment. Technol.,��������'���(�� �

���)�� #"���"��� 9�� ������� )�� )����� ��� ?@�<��� ���

9�<�������:�� #"�+@��� #��A���"�� �+��:��:%�@���

Biotechn. Bioeng.,��������'���(�� �

��#��:�<���+���)��$��"�����:��B� �%"������+��B��

$��������Desalination������ ��'���(�� �

���.��#�"�������+��)��#�"�������Colloids Surf. A,������

� �'���(�� �

���9��9� ��������������+������������%��J. Membr. Sci.,

������'����(�� �

������#��&�+�6��"��)��1��:������"�������:�+����0��

A��:���<�+%���+�����*��B����%"��J. Surg. Res.,�����

��'���(�� �

�����3"��>�+��Ultrafiltration and Microfiltration Handbook��

:��"+������� ��3���$+����*�+��%���������� �

���0��A��A����+��Membrane Filtration�������)��=����

;��%��������� �

���*��-��C���+��+�����*��C>�+�>��Microfiltration and

Ultrafiltration���������!�<<����9�B�������� �

��������������#��;�<��������+��.��#�+�"�/��J. Membr.

Sci.,��������'���(�� �

���A��;��&�����0��)��!�6�%�� �+�����*��C>�+�>�� J.

Membr. Sci.,������'���(�� �

����,������"��%%�+��J. Membr. Sci.,������ �'�� (�� �

� ��!�������%�����+��#��#�����<��+���Rev. Macromol.

Chem. Phys.,�������'���(�� �

������� #������Handbook of Industrial Membranes�� ,�4

%�6���������� �

����Profile of the International Membrane Industry-Market

Prospects to 2008-�� ��������,�%�6����������� �

�����$#:$������ ���� �� �����������

top related