Abstract
The article shows the possibility of adapting a one-parameter diffusion model to the membrane separation process by taking into account the permeability of one of the walls of the channel of rectangular cross section under consideration. The structure of the hydrodynamic flow is studied, which allows determining the behavior of the solute concentration field on the membrane surface and evaluating the effectiveness of the measures used to reduce the concentration polarization using hydrodynamic methods due to velocity variations. Investigations of the process of microfiltration of unfiltered unpasteurized beer were carried out on an experimental installation of flow microfiltration. The microfiltration of beer under the flow-through mode of the organization of the process was carried out at the following technological parameters: temperature 2–60 °C, working pressure 0.08–0.25 MPa, speed of the divided flow above the membrane surface 2–3 m/s. The study of hydrodynamics of membrane processes, in view of their highest complexity and specificity, makes it possible today to create a theoretical description in general form and only for one phase or component. It is most convenient to use the diffusion mathematical model for the theoretical description. In mathematical modeling of hydrodynamic processes involving membranes, it is impossible to objectively quantitatively take into account most of the factors due to their large diversity and variability. It should be noted the absence of a unified and generally accepted theory of mass transfer in the study of membrane processes, which is a significant deterrent. The particular complexity of transmembrane transport arises in the case of the imposition of hydrodynamic instabilities of variable intensity, since Any (even insignificant) change in the regime parameters of the microfiltration process leads to different conditions for the formation (or destruction) of the surface layer, which inevitably affects the boundary conditions.
Highlights
В основе диффузионной модели лежит допущение, что структура потока описывается уравнением, аналогичным уравнению молекулярной диффузии, но в отличие от коэффициента молекулярной диффузии здесь используется коэффициент продольного перемешивания или турбулентной диффузии
Также практически невозможно определить существующими инструментальными методами характер распределения поля концентраций растворенного вещества по высоте и длине мембранного канала с данными геометрическими размерами
No 2147459, RU, В01D 61/00 Мембранный аппарат с изменяющейся высотой каналов / Антипов С.Т., Шахов С.В., Рязанов А.Н., Ключников А.И
Summary
Позволяющая определить поведение поля концентраций растворенного вещества на поверхности мембраны и оценить эффективность применяемых мероприятий, направленных на снижение концентрационной поляризации гидродинамическими методами за счет вариаций скорости. Микрофильтрация пива при проточном режиме организации процесса проводилась при следующих технологических параметрах: температура 2–60 °С, рабочее давление 0,08–0,25 МПа, скорость разделяемого потока над поверхностью мембраны 2–3 м/с. Ввиду их высочайшей сложности и специфики, позволяет на сегодняшний день создать теоретические описание в общем виде и только для одной фазы или компонента. При математическом моделировании гидродинамических процессов с участием мембран невозможно объективно провести количественный учет большинства факторов из-за их большого многообразия и изменчивости. Следует отметить отсутствие единой и общепринятой теории массопереноса при исследовании мембранных процессов, что является существенным сдерживающим фактором. Ключевые слова: математическое моделирование, микрофильтрация, мембранный модуль, концентрационная поляризация, удельная проницаемость, уравнения движения вязкой несжимаемой жидкости, диффузионная модель, гидродинамическая структура потока
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
