غشای صنعتی یک سد نیمه تراوا است که اجزای یک جریان مایع یا گاز را بر اساس تفاوت در اندازه ذرات، وزن مولکولی، بار یونی یا میل ترکیبی شیمیایی - بدون نیاز به گرما، واکنشهای شیمیایی یا تغییرات فاز، جدا میکند. نیروی محرکه تقریباً همیشه یک اختلاف فشار بین سمت تغذیه و سمت نفوذ کننده غشا است که گونه های هدف را از طریق غشاء هل می دهد در حالی که اجزای ناخواسته را در سمت تغذیه حفظ می کند. دو جریان خروجی - نفوذ (آنچه از آن می گذرد) و محفوظ (آنچه عقب نگه داشته می شود) - هر کدام بر اساس طراحی فرآیند جمع آوری و استفاده یا دفع می شوند.
این مکانیسم جداسازی باعث می شود که فیلتراسیون غشایی صنعتی به طور اساسی با فیلتراسیون عمقی معمولی یا رسوب شیمیایی متفاوت باشد. فیلترهای عمقی - مانند فیلترهای شنی یا فیلترهای کیسه ای - ذرات را در سرتاسر محیط فیلتر به دام می اندازند و باید به طور دوره ای تعویض یا شستشوی معکوس شوند. بارش شیمیایی ترکیب جریان را تغییر می دهد و باقیمانده های معرف را معرفی می کند که باید در پایین دست مدیریت شوند. غشاهای صنعتی بر اساس یک آستانه فیزیکی ثابت به طور تمیز جدا می شوند، هیچ محصول جانبی شیمیایی تولید نمی کنند و در اکثر سناریوهای عملیاتی می توان آنها را بدون جایگزینی تمیز کرد و به خدمت بازگرداند. این ویژگیها توضیح میدهند که چرا فناوری غشاء از کاربردهای اصلی آن در نمکزدایی آب و فرآوری لبنیات به تقریباً هر صنعتی که جداسازی یا تصفیه سیال مورد نیاز است گسترش یافته است.
مهمترین تمایز عملی در سیستم های غشایی صنعتی بین فیلتراسیون بن بست و فیلتراسیون جریان متقاطع است. در حالت بن بست، تمام سیال تغذیه به صورت عمود از غشا جریان می یابد تا زمانی که مواد باقی مانده جریان بیشتر را مسدود کند. این برای پرداخت مایع تمیز با بارگیری کم جامد مناسب است. در فیلتراسیون جریان متقاطع (یا جریان مماسی) - که بر کاربردهای غشایی صنعتی غالب است - خوراک با سرعت بالا به موازات سطح غشاء جریان مییابد، به طور مداوم مواد باقیمانده را جارو میکند و از ایجاد کیک فیلتر که در غیر این صورت جریان را مسدود میکند، جلوگیری میکند. عملکرد جریان متقاطع دلیلی است که غشاهای صنعتی می توانند به طور مداوم بر روی تغذیه با مواد جامد بالا بدون تعویض مداوم کار کنند.
غشای صنعتی فیلتراسیون بر اساس محدوده اندازه منافذ غشاء و وزن مولکولی یا اندازه ذرات مربوطه به چهار دسته تقسیم می شود. هر دسته به یک مشکل جداسازی متفاوت می پردازد و در فشارهای مختلف عمل می کند. انتخاب نوع صحیح فیلتراسیون اولین تصمیم در طراحی سیستم غشایی صنعتی است.
غشاهای میکروفیلتراسیون دارای اندازه منافذ در محدوده 0.05 تا 10 میکرون (میکرومتر) هستند - درشت ترین نوع از چهار نوع. آنها در فشارهای گذرنده پایین (معمولاً 0.1 تا 2 بار) عمل می کنند و برای حذف جامدات معلق، باکتری ها، سلول های مخمر و گلبول های چربی از جریان مایع استفاده می شوند. از آنجایی که میکروفیلتراسیون مولکول های محلول را حفظ نمی کند - این کاملاً یک جداسازی فیزیکی مبتنی بر اندازه است - معمولاً به عنوان مرحله اول پیش تصفیه قبل از یک مرحله غشایی ظریف تر یا به عنوان مرحله شفاف سازی و استریل کردن در فرآیندهای غذا و نوشیدنی استفاده می شود. کاربردهای معمولی MF شامل فیلتراسیون استریل سرد آبجو و شراب، حذف زیست توده در فرآیندهای تخمیر، شفاف سازی آب میوه و پیش تصفیه فاضلاب قبل از مراحل اولترافیلتراسیون یا اسمز معکوس است.
غشاهای اولترافیلتراسیون دارای اندازه منافذی بین 0.01 تا 0.1 میکرون هستند و وزن مولکولی آن ها (MWCO) معمولاً بین 1000 تا 500000 دالتون متغیر است. UF که در فشارهای 1 تا 10 بار غشایی کار می کند، باکتری ها، ویروس ها، پروتئین ها، نشاسته و ذرات کلوئیدی را حفظ می کند و در عین حال به آب، نمک ها و املاح با وزن مولکولی کم اجازه می دهد تا به عنوان نفوذ کنند. این حفظ انتخابی، UF را به عنوان کارگاه پردازش غشای صنعتی در طیف گستردهای از بخشها تبدیل میکند: غلظت پروتئین و خالصسازی در تولید لبنیات و داروسازی، تقسیمبندی ماکرومولکولی در بیوتکنولوژی، حذف ذرات کلوئیدی و مواد آلی در تصفیه آب آشامیدنی، و پیش تصفیه قبل از افزایش عمر مجدد یا فیلتراسیون مجدد آنها. UF همچنین لایه غشایی را در بیوراکتورهای غشایی (MBRs) که در تصفیه فاضلاب استفاده می شود تشکیل می دهد.
غشاهای نانوفیلتراسیون دارای اندازه منافذی در محدوده تقریبی 1 تا 10 نانومتر هستند و برای حذف یونهای دو ظرفیتی (کلسیم، منیزیم، سولفات)، مواد آلی با وزن مولکولی متوسط و ترکیبات رنگزا طراحی شدهاند و در عین حال اجازه عبور نمکهای تک ظرفیتی (کلرید سدیم) و آب را میدهند. فشار عملیاتی معمولاً 5 تا 20 بار است. نانوفیلتراسیون برای نرم کردن آب (حذف یونهای سختی)، نمکزدایی آبهای زیرزمینی شور که حذف جزئی نمک کافی است، رنگزدایی محلولهای قندی، غلظت مواد آلی با وزن مولکولی پایین در فرآوری مواد غذایی و تصفیه پسابهای صنعتی حاوی ریزآلایندههای آلی استفاده میشود. توانایی آن در حذف انتخابی یونهای دو ظرفیتی در حین عبور یونهای تک ظرفیتی، خاصیتی است که هیچ نوع غشایی دیگر تکرار نمیکند - NF را به گزینهای خاص برای برنامههای نرمکننده آب تبدیل میکند که در آن نمکزدایی کامل مواد معدنی مفید را حذف میکند.
غشاهای اسمز معکوس محکم ترین جداسازی را در بین چهار نوع دارند - با اندازه منافذ موثر زیر 1 نانومتر - و تقریباً تمام جامدات محلول، یون های تک ظرفیتی و مولکول های آلی بالای 100 دالتون را دفع می کنند. فشارهای عملیاتی بسته به شوری خوراک بین 10 تا 80 بار است که RO را به پر انرژی ترین نوع فیلتراسیون غشایی تبدیل می کند. RO فناوری استاندارد برای نمک زدایی آب دریا، تولید آب فرآیندی با خلوص بالا در تولید نیمه هادی و داروسازی، تصفیه آب خوراک بویلر و غلظت مواد جامد محلول با ارزش در غذا، نوشیدنی و جریان های فرآوری شیمیایی است. مواد محفوظ از یک سیستم RO یک جریان آب نمک یا کنسانتره غلیظ است که نیاز به مدیریت بیشتری دارد - یا دفع، تمرکز بیشتر یا بازیابی محتوای محلول آن بسته به کاربرد.
| تایپ کنید | اندازه منافذ | MWCO | فشار عملیاتی | آنچه را حذف می کند | برنامه معمولی |
|---|---|---|---|---|---|
| میکروفیلتراسیون (MF) | 0.05 - 10 میکرومتر | N/A | 0.1 - 2 بار | جامدات معلق، باکتری، مخمر، چربی | شفاف سازی نوشیدنی، تخمیر، پیش تصفیه |
| اولترافیلتراسیون (UF) | 0.01 - 0.1 میکرومتر | 1 تا 500 هزار دا | 1-10 بار | ویروس ها، پروتئین ها، کلوئیدها، پلیمرها | لبنیات، داروسازی، فاضلاب، تصفیه آب |
| نانو فیلتراسیون (NF) | 1-10 نانومتر | 150 - 1000 دا | 5 تا 20 بار | یون های دو ظرفیتی، آلی، رنگ | نرم کردن آب، رنگ زدایی شکر، تصفیه پساب |
| اسمز معکوس (RO) | <1 نانومتر | <100 دا | 10 تا 80 بار | همه جامدات محلول، یونهای تک ظرفیتی | نمک زدایی، تولید آب خالص، غلظت |
عملکرد فیزیکی و شیمیایی یک غشای صنعتی به شدت به موادی که از آن ساخته شده است بستگی دارد. مواد غشایی به دو دسته کلی – پلیمری و سرامیکی – تقسیم میشوند که هر کدام دارای تعادل متمایز قیمت، مقاومت شیمیایی، دوام مکانیکی و تمیزی هستند. انتخاب مواد نادرست برای شیمی خوراک یا رژیم تمیز کردن یکی از شایع ترین علل خرابی زودرس غشا در سیستم های صنعتی است.
غشاهای پلیمری از نظر حجم بر بازار غشای صنعتی تسلط دارند، در درجه اول به این دلیل که هزینه ساخت کمتری دارند، در طیف وسیعتری از پیکربندیهای ماژول موجود هستند و برای اکثر جریانهای فرآیندی که در تصفیه آب، غذا و نوشیدنی و کاربردهای صنعتی عمومی با آن مواجه میشوند، کافی هستند. رایج ترین پلیمرهای مورد استفاده هر کدام دارای ویژگی های عملکردی خاصی هستند:
غشاهای صنعتی سرامیکی از مواد اکسید معدنی - معمولاً اکسید آلومینیوم (آلومینا، Al2O3)، دی اکسید تیتانیوم (تیتانیا، TiO2) یا اکسید زیرکونیوم (زیرکونیا، ZrO2) ساخته میشوند - اغلب در پیکربندیهای چندلایه، استحکام لایهای همچنان را فراهم میکند و لایههای متحرک و همکنار را پشتیبانی میکنند. جداسازی واقعی را فراهم می کند. غشاهای سرامیکی به طور قابل توجهی بیشتر از جایگزین های پلیمری با مساحت معادل - معمولاً پنج تا بیست برابر بیشتر در هر متر مربع - هزینه دارند، اما آنها مجموعه ای از مزایای عملکردی را ارائه می دهند که این حق بیمه را در کاربردهای سخت توجیه می کند:
مواد غشا و نوع فیلتراسیون مشخص می کند که غشا چه چیزی را می تواند جدا کند. پیکربندی ماژول - نحوه چیدمان فیزیکی غشاء در داخل محفظه خود - تعیین می کند که چقدر کارآمد در مقیاس فرآیند عمل می کند، چگونه مواد جامد معلق را کنترل می کند، و هزینه آن برای هر واحد توان عملیاتی شده چقدر است. انتخاب پیکربندی اشتباه ماژول برای جریان خوراک منجر به رسوب سریع، فرکانس تمیز کردن بالا و عمر کوتاه عنصر می شود.
ماژولهای زخم مارپیچی پرکاربردترین پیکربندی در کاربردهای صنعتی RO، NF و UF برای جریانهای خوراک نسبتاً تمیز هستند. غشاء به صورت ورقه های مسطح تولید می شود که با فاصله دهنده های خوراک و نفوذ بین آنها مونتاژ می شود و به صورت مارپیچی در اطراف یک لوله جمع آوری نفوذ سوراخ مرکزی پیچیده می شود. این هندسه سطح غشا بسیار بالایی را در واحد حجم فراهم می کند - یک عنصر استاندارد با قطر 8 اینچ و طول 40 اینچ شامل 37 تا 40 متر مربع از سطح غشاء فعال - با هزینه ساخت کم. محدودیت ماژولهای مارپیچی آسیبپذیری آنها در برابر مواد جامد معلق است: ذرات انباشته شده در کانالهای باریک فاصلهدهنده تغذیه باعث افزایش سریع افت فشار و رسوب غیرقابل برگشت میشوند. آب خوراک SDI (شاخص چگالی گل و لای) زیر 5 و ترجیحاً زیر 3، برای عملکرد طولانی مدت قابل اعتماد عناصر زخم مارپیچی مورد نیاز است، که به این معنی است که پیش تصفیه کافی برای اکثر منابع خوراک در دنیای واقعی اجباری است.
ماژول های فیبر توخالی هزاران لوله غشایی خوب و خود نگهدار - معمولاً با قطر داخلی 0.5 تا 2 میلی متر - را در بسته ای در داخل یک مخزن تحت فشار قرار می دهند. چگالی بسته بندی بسیار بالا مزیت اصلی آن است: یک مخزن غشایی 0.04 مترمربع می تواند 575 متر مربع از الیاف توخالی با قطر 90 میکرومتر را در خود جای دهد، در مقایسه با حدود 30 متر مربع غشاء ورق تخت مارپیچی در همان حجم. ماژولهای فیبر توخالی در کاربردهای UF و MF در مقیاس بزرگ برای تصفیه آب و استفاده مجدد از فاضلاب غالب هستند، جایی که توانایی آنها در شستشوی معکوس به صورت دورهای برای حذف جامدات انباشته شده در قسمت بیرونی الیاف، امکان عملکرد اقتصادی بر روی جریانهای خوراک کدر بدون جریان متقابل مداوم را فراهم میکند. محدودیت اصلی تحمل متوسط مواد جامد معلق در خوراک است - TSS بسیار بالا یا مواد فیبری می توانند بسته فیبر را مسدود کرده و در برابر شستشوی معکوس مقاومت کنند.
غشاهای لولهای از لولههای غشایی جداگانه با قطر داخلی 5 تا 25 میلیمتر تشکیل شدهاند که هر کدام در داخل یک پوشش بیرونی نگهدارنده قرار دارند که به صورت سری در داخل محفظه به هم متصل شدهاند. قطر داخلی بزرگ اجازه می دهد تا سرعت تغذیه بالا از طریق لوله ایجاد شود، که تلاطم و برش قابل توجهی را در سطح غشاء ایجاد می کند - ماژول های لوله ای را به مقاوم ترین پیکربندی در برابر رسوب برای مواد جامد با معلق بالا یا تغذیه های ویسکوز تبدیل می کند. آنها به طور گسترده ای در فرآوری لبنیات (شیر کامل، غلظت خامه)، فرآوری آبمیوه، بازیافت رنگدانه و تصفیه فاضلاب صنعتی که در آن ماژول های مارپیچی یا فیبر توخالی فوراً آلوده می شوند، استفاده می شود. مبادله هزینه است: سطح غشاء در واحد حجم بسیار کمتر از طرح های الیاف توخالی یا زخم مارپیچی است و سیستم های لوله ای را به ازای هر واحد تراوش تولید شده گران تر می کند. نیازهای قبل از تصفیه حداقل هستند، که تا حدی این ضرر را در برنامه های غذایی دشوار جبران می کند.
ماژول های صفحه و قاب، صفحات غشایی مسطح را بین صفحات روی هم قرار می دهند، که از نظر مفهومی شبیه به فیلتر پرس است. آنها در کاربردهای صنعتی با حجم بالا به دلیل هزینه بالاتر و چگالی بسته بندی کمتر رایج هستند، اما جداسازی آسان برای بازرسی و جایگزینی غشاء را ارائه می دهند - یک مزیت در کاربردهایی که عمر غشاء کوتاه است یا در مواردی که بازرسی بصری رسوب برای بهینه سازی فرآیند ارزشمند است. پیکربندیهای صفحه و قاب نیز در الکترودیالیز و کاربردهای خاص جداسازی گاز استفاده میشوند که در آن فرمت ورق تخت توسط شیمی فرآیند مورد نیاز است.
| نوع ماژول | تراکم بسته بندی | تغذیه TSS Tolerance | قابلیت تمیز کردن | بهترین برنامه |
|---|---|---|---|---|
| زخم مارپیچی | بالا | کم (SDI < 5) | فقط CIP | RO/NF/UF در خوراک های از پیش تیمار شده |
| فیبر توخالی | بسیار بالا | متوسط | CIP شستشوی معکوس | UF/MF در مقیاس بزرگ، تصفیه آب |
| لوله ای | کم | بسیار بالا | بالا-velocity flush CIP | لبنیات، آب میوه، خوراک با ویسکوزیته بالا یا مواد جامد بالا |
| بشقاب و قاب | کم | متوسط | دسترسی فیزیکی آسان | جداسازی تخصصی، الکترودیالیز |
سیستم های غشایی صنعتی در حال حاضر در طیف گسترده ای از بخش ها و انواع فرآیندها کار می کنند. موارد زیر مهم ترین مناطق کاربرد و انواع غشاهای خاص مورد استفاده در هر کدام را پوشش می دهد.
تصفیه آب بزرگترین بازار واحد برای غشاهای صنعتی است. غشاهای MF و UF در تولید آب آشامیدنی برای حذف کدورت، باکتری ها و کیست های ژیاردیا/کریپتوسپوریدیوم با یک مانع فیزیکی که برای اثربخشی آن به دوز شیمیایی متکی نیست، استفاده می شود. NF و RO برای نرم کردن آب های زیرزمینی، نمک زدایی آب شور و نمک زدایی آب دریا استفاده می شود. در تصفیه فاضلاب صنعتی، بیوراکتورهای غشایی (MBRs) تجزیه بیولوژیکی آلایندههای آلی را با جداسازی غشایی UF پساب تصفیهشده ترکیب میکنند و یک نفوذ دائمی با کیفیت بالا و مناسب برای استفاده مجدد مستقیم بدون تصفیه بیشتر تولید میکنند. سیستم های MBR در حال حاضر به طور معمول در منسوجات، پردازش مواد غذایی، کاغذ، و کاربردهای فاضلاب شیمیایی استفاده می شود که در آن استفاده مجدد از پساب یا اهداف تخلیه مایع صفر نیاز به خروجی با کیفیت برتر در مقایسه با فرآیندهای لجن فعال معمولی دارد.
صنعت لبنیات یکی از اولین بخش هایی بود که فناوری غشای صنعتی را در مقیاس بزرگ پذیرفت و غشاها در پردازش لبنیات مرکزی باقی مانده اند. غشاهای UF پروتئینهای شیر را برای تولید پنیر متمرکز میکنند، محتوای پروتئین شیر مایع را استاندارد میکنند و پروتئینهای آب پنیر را از جریان آب پنیر بازیابی میکنند - جداسازی با ارزشی که یک جریان زباله قبلی را به یک ماده غذایی ممتاز تبدیل میکند. غشاهای MF جریان های لبنی مایع را بدون عملیات حرارتی شفاف و سرد استریل می کنند و طعم و کیفیت غذایی را حفظ می کنند. در صنایع غذایی گسترده تر، UF پروتئین ها و آنزیم های آب را متمرکز می کند. NF شربت های قند را غلیظ می کند و رنگ را از بین می برد. و RO جریانهای مواد غذایی مایع را برای حمل و نقل یا پردازش بیشتر با هزینه انرژی کمتر در مقایسه با تبخیر متمرکز می کند.
جداسازی غشایی صنعتی در تولید داروسازی و بیوتکنولوژی دو وظیفه اصلی را انجام میدهد: خالصسازی (حذف ناخالصیها از یک مولکول هدف) و غلظت (افزایش غلظت مولکول هدف در محصول نهایی). UF با مقادیر مشخص MWCO برای حفظ پروتئینهای هدف، آنزیمها، آنتیبادیهای مونوکلونال و ذرات ویروس در حین حذف ناخالصیهای کوچکتر و نمکهای بافر در فرآیندی به نام دیافیلتراسیون استفاده میشود - اساساً شستشوی مداوم ماکرومولکول باقیمانده با بافر تازه. فیلتراسیون استریل غشایی با استفاده از غشاهای MF 0.22 میکرومتر، همه باکتریها و هاگها را از محصولات نهایی دارویی یا جریانهای فرآیند زیستی به عنوان جایگزینی برای استریلیزاسیون حرارتی حذف میکند. غشاهای سرامیکی با قابلیت استریل پذیری کامل با بخار در کاربردهایی ترجیح داده می شوند که سطح غشا یکسان باید برای چرخه های فرآوری استریل مکرر تایید شود.
جداسازی غشایی صنعتی به طور فزاینده ای در تولید مواد شیمیایی برای کاهش مصرف انرژی در مقایسه با روش های جداسازی حرارتی مانند تقطیر و تبخیر استفاده می شود. غشاهای نانوفیلتراسیون مقاوم در برابر حلال (SRNF) در جریانهای حلال آلی برای تغلیظ کاتالیزورها، بازیابی معرفهای گران قیمت، یا جدا کردن محصولات واکنش از مواد اولیه واکنشدهنده عمل میکنند. در بخش نفت و گاز، غشاهای جداسازی گاز - مقوله ای متمایز از غشاهای فاز مایع - CO2 را از گاز طبیعی جدا می کنند، هیدروژن را از جریان های پالایشگاهی بازیابی می کنند و بخار آب را از گاز فرآیند حذف می کنند. بازیافت حلال مبتنی بر غشاء در سنتز دارویی یک حوزه کاربردی در حال رشد است زیرا صنعت مصرف حلال و تولید زباله را کاهش می دهد.
تولید تراشه های نیمه هادی و پنل LCD به آب فوق خالص با سطوح بسیار کم ذرات، باکتری ها، مواد آلی محلول و آلاینده های یونی نیاز دارد. سیستمهای غشایی صنعتی - معمولاً دنبالهای از پیش تصفیه، RO، و الکترودیونیزاسیون (EDI) یا پرداخت تبادل یونی هستند - آب مقاومتی 18 MΩ·cm را تولید میکنند که خطوط ساخت نیمهرسانا به آن نیاز دارند. غشاهای MF با اندازه ذرات بسیار محکم (0.05 میکرومتر یا کمتر) در نقطه استفاده برای جلوگیری از آلودگی ذرات حمام فرآیند و شستشوی آب در مقیاس نانومتری ویژگیهای تراشه مدرن استفاده میشوند.
رسوب گیری - تجمع مواد ناخواسته روی سطح غشاء یا درون منافذ آن - چالش اصلی عملیاتی در هر سیستم غشایی صنعتی است. این جریان نفوذ را کاهش می دهد، فشار غشایی را افزایش می دهد، انتخاب جداسازی را کاهش می دهد و در نهایت عمر عنصر غشاء را کوتاه می کند. درک مکانیسم های رسوب و نحوه جلوگیری یا مدیریت آنها به اندازه انتخاب اولیه غشاء مهم است.
تغییرات عملکرد زیر نشان می دهد که رسوب به حدی رسیده است که نیاز به تمیز کردن است. انتظار بیشتر از این آستانه ها قبل از شروع تمیز کردن، خطر رسوب غیر قابل برگشتی را افزایش می دهد که تمیز کردن نمی تواند آن را معکوس کند:
Clean-in-Place (CIP) روشی استاندارد برای بازگرداندن غشاهای صنعتی آلوده به عملکرد تقریباً اولیه بدون حذف آنها از سیستم است. یک پروتکل CIP که به خوبی اجرا شده است، از محلول های تمیزکننده در حال گردش در دمای کنترل شده، سرعت جریان و pH برای حل، پراکندگی یا از بین بردن مواد رسوب بر روی سطح غشاء استفاده می کند. انتخاب ماده شیمیایی پاک کننده نادرست برای نوع رسوب کننده، رایج ترین دلیلی است که CIP در بازیابی عملکرد خود شکست می خورد و همچنین می تواند باعث آسیب جبران ناپذیر غشاء شود.
| نوع رسوب | شیمی تمیز کردن | محدوده pH معمولی | یادداشت ها |
|---|---|---|---|
| مقیاس کربنات / سولفات کلسیم | اسید سیتریک، اسید کلریدریک (رقیق) | 2-4 | از 4٪ HCl تجاوز نکنید. تحمل اسید غشا را تایید کنید |
| مقیاس سیلیس | هیدروکسید سدیم (NaOH) | 11-12 | سوز آور داغ (35-45 درجه سانتیگراد) موثرترین است. نیاز به آبکشی خوب دارد |
| رسوب آلی و هیومیک | هیدروکسید سدیم ± سورفکتانت | 11-13 | بالاer pH and longer soak time improves organic dissolution |
| رسوب زیستی / بیوفیلم | بیوساید پاک کننده قلیایی (DBNPA یا CMIT/MIT) | 11-12 | پاک کننده های مبتنی بر آنزیم برای بیوفیلم های بالغ؛ بیوسید باید با غشاء سازگار باشد |
| رسوب پروتئین (لبنیات/دارویی) | قلیایی (NaOH) به دنبال اسید (سیتریک یا فسفریک) | 11-13 سپس 2-4 | مرحله قلیایی پروتئین را دناتوره می کند. مرحله اسیدی رسوبات معدنی را حذف می کند |
| رسوب روغن / چربی | سورفکتانت غیر یونی قلیایی | 10-12 | بالاer temperature (40–50°C) significantly improves oil removal efficacy |
توالی استاندارد CIP برای رسوبزدگی ترکیبی آلی و معدنی - که رایجترین سناریو در دنیای واقعی است - این است که ابتدا با تمیز کردن قلیایی شروع کنید تا رسوبهای آلی و بیولوژیکی را بررسی کنید، سپس با تمیز کردن اسیدی برای حل کردن رسوبات معدنی دنبال کنید. معکوس کردن ترتیب (اول اسید) خطر رفع رسوب آلی روی سطح غشاء را با دناتوره کردن پروتئین ها قبل از حذف آنها به همراه دارد. پس از هر مرحله CIP، شستشوی کامل تا PH خنثی قبل از مرحله بعدی برای جلوگیری از واکنش های شیمیایی بین محلول های تمیزکننده ناسازگار در ماژول غشایی ضروری است. دما در طول CIP باید در محدوده های مشخص شده سازنده حفظ شود - معمولاً 35 تا 45 درجه سانتیگراد برای اکثر غشاهای پلیمری - زیرا دماهای بالاتر نرخ واکنش شیمیایی و کارایی تمیز کردن را افزایش می دهد اما خطر فراتر رفتن از تحمل حرارتی غشا را دارد.
انتخاب غشای صنعتی شامل تطبیق چندین مورد نیاز سیستم به طور همزمان است - نوع فیلتراسیون، سازگاری مواد، پیکربندی ماژول، شرایط عملیاتی و هزینه کل مالکیت - به جای بهینهسازی هر یک از پارامترهای مجزا. کار بر روی این نقاط تصمیم گیری به طور سیستماتیک از رایج ترین خطاهای انتخاب جلوگیری می کند.
