Mitä on kalvosuodatus?
Kalvosuodatus, tai membraanisuodatus, on fyysinen erotusmenetelmä, jolla pystytään erottamaan kooltaan ja muilta ominaisuuksiltaan erilaiset molekyylit. Sen liikkeellepaneva voima on paine-ero erikoiskalvon eri puolien välillä. Kalvotekniikan avulla voit samanaikaisesti pienentää tuotannon kokonaiskustannuksia ja parantaa tuotteiden laatua.
Miten kalvosuodatus toimii?
Kalvosuodatin fysikaalisena esteenä
Kalvosuodatuksessa yksi syöttövirta kulkee läpi kalvojärjestelmän, joka erottaa sen kahdeksi eri virraksi, permeaatiksi ja retentaatiksi. Niitä erottava kalvo on fysikaalinen este, jolla on erikoisominaisuuksia ja jonka läpi voivat kulkea vain tietyt syötevirran komponentit.
Läpikulku
Tällaisen kalvomateriaalin huokoset ovat niin pieniä, että ne mitataan Ångströmeissä (10-10 m), ja nesteen pakottamiseksi niiden läpi tarvitaan painetta. Itse asiassa nanosuodatukseen ja käänteisosmoosiin käytettävien kalvojen huokoset ovat niin pieniä, että niitä ei voida nähdä edes pyyhkäisyelektronimikroskoopilla.
Kalvosuodatustyypit
On olemassa neljä yleisesti hyväksyttyä kalvoluokkaa. Ne määritellään sen materiaalin koon perusteella, joka niiden on erotettava syötenesteestä. Kalvotyypit ovat pienimmästä huokoskoosta suurimpaan seuraavat: käänteisosmoosi, nanosuodatus, ultrasuodatus ja mikrosuodatus.
Mitä on käänteisosmoosi (RO)?
Käänteisosmoosissa nesteen erottamiseen käytetään tiukinta mahdollista kalvoa. Periaatteessa vesi on ainoa aine, joka voi läpäistä kalvon. Mikään muu aine (bakteerit, itiöt, rasvat, proteiinit, suolat, sokerit ja mineraalit) ei pysty läpäisemään sitä.
Mitä on nanosuodatus (NF)?
Nanosuodatus antaa pienten ionien (esimerkiksi mineraalien) päästä läpi, mutta sulkee pois suuremmat ionit ja useimmat orgaaniset komponentit (esimerkiksi bakteerit, itiöt, rasvat, proteiinit ja sokerit).
Nanosuodatus (NF) vs. käänteisosmoosi (RO)
Nanosuodatus ei ole yhtä hieno erotusprosessi kuin käänteisosmoosi, ja siinä käytetään hieman avoimempia kalvoja.
Mitä on ultrasuodatus (UF)?
Ultrasuodatuksessa käytetään kalvoja, joissa huokoset ovat suurempia ja paine suhteellisen alhainen. Suolat, sokerit, orgaaniset hapot ja pienet peptidit läpäisevät kalvon, kun taas proteiinit, rasvat ja polysakkaridit eivät.
Mitä on mikrosuodatus (MF)?
Mikrosuodatuksessa kiintoaineet, bakteerit ja rasvahiukkaset ovat yleensä ainoat aineet, jotka eivät läpäise kalvoa.
Ristivirtaussuodatus vs. dead-end suodatus
Kalvosuodatus voi olla joko dead-end tai ristivirtaussuodatusta.
Ristivirtaussuodatus tarjoaa merkittäviä etuja dead-end suodatukseen verrattuna. Koska käsiteltävät nesteet virtaavat jatkuvasti kalvon yli, ei synny suodatuskakkua, joka voisi aiheuttaa likaantumista ja virtauksen katkonaisuutta.
Tämän ansiosta suodatusprosessi on jatkuva ja automatisoitu, ja tuotteen laatu tasainen ja hallittavissa. Suodatusta ei tarvitse avustaa, ja kalvojen käyttöikä on pitkä.
Lähes kaikki teollinen kalvosuodatus suoritetaan ristivirtaussuodatuksena, jossa suodatettava neste virtaa kalvon suuntaisesti suurella nopeudella ja paineen alaisena.
Kalvosuodatuksen edut
Kalvosuodatuksella on monia merkittäviä etuja, kun sitä käytetään teollisen mittakaavan sovelluksissa, joissa luotettavuus, tasalaatuisuus ja käyttökustannukset ovat ratkaisevan tärkeitä.
Pienemmät tuotannon kokonaiskustannukset
Kalvosuodatusjärjestelmät ovat usein edullisempia kuin monet muut vaihtoehtoiset tekniikat. Asennuskustannukset ovat pienemmät, samoin energiakustannukset.
Kalvosuodatus sisältää vähemmän käsittelyvaiheita, ja sillä on korkeampi puhtausaste ja kokonaistuotto.
Koska kalvosuodatuksessa ei synny suodatuskakkua, ei synny myöskään kustannuksia liittyen jäämän poistamiseen ja hävittämiseen.
Erinomainen joustavuus
Kalvosuodatusta voidaan käyttää viskositeetiltaan erilaisille syötetuotteille, mukaan lukien korkean viskositeetin tuotteet, joiden käsittely voi muuten olla vaikeaa. Kalvosuodatustuotteiden valikoima niin laaja, että kuhunkin käyttökohteeseen löytyy paras mahdollinen ratkaisu. Näin myös vältetään ylimääräiset energiakustannukset.
Lopputuotteiden korkea laatu
Kalvosuodatus on puhdasta tekniikkaa. Erotusprosessi suoritetaan yksinomaan molekyylikoon perusteella, joten lisäaineita ei tarvita. Tuloksena on huippulaatuinen lopputuote, joka täyttää sekä kuluttajien että viranomaisten monet tiukat vaatimukset.
Käyttöesimerkkejä
Käyttöesimerkkejä löytyy useilta eri toimialoilta:
Alfa Lavalin kalvotekniikan historia
Alfa Lavalin kokemus kalvosuodatuksesta juontaa juurensa lähes tekniikan syntyaikoihin asti. Olemme auttaneet asiakkaitamme kalvotekniikan avulla 60-luvun puolivälistä lähtien, eli aloitimme pian sen jälkeen kun kalvosuodatus otettiin kaupalliseen käyttöön.
Laaja erotustekniikoiden valikoimamme sisältää erilaiset kalvojen ja kalvotuotteiden tyypit kalvolevyistä tuotantoyksiköihin, joten meiltä löydät tehokkaimman ratkaisun yrityksellesi.
Kattava osaaminen
Kun hankit kalvosuodatusratkaisuja Alfa Lavalilta, hyödynnät tietotaitoa ja kokemusta, joka perustuu prosessin jokaisen vaiheen täydelliseen tuntemukseen. Jo vuodesta 1965 asti kertyneellä kokemuksella Alfa Lavalin asiantuntijat kehittävät ja hienosäätävät ratkaisun, joka täyttää yrityksesi tarpeet. Me yhdistämme yrityksesi toimialan prosessiasiantuntemuksen ainutlaatuiseen kalvosuodatusosaamiseemme. Alfa Lavalin asiantuntijat ovat omaa luokkaansa siinä, miten he vastaavat tarpeisiisi missä tahansa prosessiketjun vaiheessa.
Kattava yhdenmukaisuus
Olemme alallamme yksi harvoista yrityksistä, jolla on kapasiteettia, asiantuntemusta ja kokemusta kehittää, valmistaa ja asentaa kalvoelementtejä, moduuleja ja kokonaisia kalvosuodatusjärjestelmiä sekä palvella asiakkaitamme. Kun sisällytät prosessiratkaisuihisi kalvosuodatusteknologian, voit luottaa siihen täysin.
Kattava testaus
Hyvin harvassa ovat ne yritykset, jotka Alfa Lavalin tavoin pystyvät skaalaamaan kalvosuodatusosaamisensa saumattomasti tutkimuksesta, tuotekehityksestä, testauksesta ja kokeilusta aina täysimittaiseen tuotantoon ja prosessin käyttöönottoon, johon sinä ja yrityksesi voitte luottaa täysin.
Lisäksi meillä on omat suuret koelaitokset Tanskan Nakskovissa. Laitoksissamme voit kehittää ratkaisuja yrityksesi prosesseihin yhdessä asiantuntevan henkilöstömme kanssa. Meillä on myös laaja valikoima pilottilaboratoriolaitteita, joita voit käyttää omissa tiloissasi.
Laaja valikoima kalvosuodatusratkaisuja
Alfa Lavalin kalvovalikoima kattaa kaikki suodatusprosessit: käänteisosmoosin, nanosuodatuksen, ultrasuodatuksen ja mikrosuodatuksen. Meillä on kattava valikoima spiraalielementtejä ja levykalvoja. Toimitamme myös pilottilaboratoriolaitteita. Kalvosuodatuslaitteemme on suunniteltu modulaarisiksi ja siten erittäin joustaviksi: kalvot kootaan moduuleiksi, jotka puolestaan kootaan silmukoiksi ja sitten järjestelmiksi. Järjestelmä voidaan siten räätälöidä vastaamaan kaikkia prosessitarpeita, ja sitä on helppo laajentaa tuotannontarpeen kasvaessa. Toisin sanoen sinun on helppo investoida tuotantokapasiteetin kasvattamiseen juuri silloin ja siinä mitassa kun tarve on, sillä lisäkustannukset ovat suhteellisen pienet.
