Zařízení pro membránovou filtraci

Kontaktní osoby

  • Prof. Ing. Zdeněk Bubník, CSc., VŠCHT Praha, e-mail: zdenek.bubnik@vscht.cz, tel.: 220 443 112
  • Ing. Vladimír Pour, CSc., VŠCHT Praha, e-mail: vladimír.pour@vscht.cz, tel.: 220 443 111
  • Ing. Svatopluk Henke, Ph.D., VŠCHT Praha, e-mail: svatopluk.henke@vscht.cz, tel.: 220 443 111
  • Ing. Simona Gillarová, VŠCHT Praha, e-mail: simona.gillarova@vscht.cz, tel.: 220 443 111

 

Přístrojové vybavení

    Na Ústavu sacharidů a cereálií je k dispozici celá řada membránových modulů zahrnující celé spektrum tlakových membránových separací od mikro-, ultra- a nanofiltrace až po reverzní osmosu s možností využití celé škály membrán; keramické, polymerní, hollow fibres, atd. Řada modulů je schopna pracovat v poloprovozním měřítku. Zde je jejich stručná charakteristika:
  • Filtrační jednotka T.I.A. (Bollene, Francie)
  • Jednotka pro mikrofiltraci a ultrafiltraci (viz Obr. 1) se standardními filtračními moduly pro filtraci s tangenciálním tokem, kterou lze použít jak pro vědecký výzkum, tak i pro aplikaci v průmyslu. Zařízení je osazeno dvěma filtračními keramickými membránami MEMBRALOX (Francie, Obr. 2) s plochou 2 x 0,2 m2 a střední velikostí pórů 20-100 nm pro ultrafiltraci a 0,2-5μm pro mikrofiltraci, délka membrány je 80 cm. Vlastní separační vrstva je zirkoniová. Limitní pracovní podmínky jsou: teplota do 85°C, tlak do 0,6 MPa, rozsah pH 0,5-13,5.

  • Filtrační stanice MUF 5 (Mikropur, Česká republika)
  • Membránová filtrační stanice MUF 5 (Mikropur, Česká republika; Obr. 3) je určena výhradně pro mikrofiltraci a ultrafiltraci roztoků na vodní bázi v laboratorním až poloprovozním měřítku. Umožňuje přímou filtraci přes mikrofiltrační vinuté nebo membránové svíčky a nebo tangenciální filtraci přes modul s dutými vlákny, nebo s keramickou membránou. Pro tento modul lze použít též keramické membrány typu “Slunečnice” (300 kDa, TAMI Industries, Francie o délce 30 cm a velikosti plochy 0,06 – 0,08 m2 s aktivní vrstvou tvořenou oxidy titanu či zirkonia (viz Obr. 4).

    Jednotka MUF 5 je osazena čidly pro měření teploty retentátu, tlaku, průtoku retentátu, průtok permeátu a vodivosti retentátu či permeátu (podle umístění sondy). Sběr dat obstarává systém THERM ALMEMO 2290-8. Data mohou být vyvedena z ALMEMA prostřednictvím programu ALMEMO CZ 1.0 do počítače. ALMEMO také spolu se solenoidovým ventilem zajišťuje regulaci teploty filtrovaného média pomocí vody z vodovodního řádu. Výkon zařízení činí 5 m3.h-1, což je způsobeno výkonnějším odstředivým čerpadlem typu GRUNFOS CHI 4-50 (Dánsko) s motorem o výkonu 1420 W při frekvenci otáčení 2830 min-1. Maximální provozní tlak stanice je 0,5 MPa, max. teplota 80 °C.

  • Filtrační stanice ARNO 600 (Mikropur, Česká republika)
  • Jednotka ARNO (Obr. 5) je laboratorní až poloprovozní jednotka s možností alternativního použití různých membránových modulů: DT modul (deska – trubka), spirálně vinuté moduly o průměru. Tyto moduly slouží pro reverzní osmózu a nanofiltraci roztoků na vodní bázi. Součástí zařízení je i dynamická cela DC – 76 (viz Obr. 6) pro polymerní membrány pro NF (Hydronautics Nitto Denko, Osmonics, Dow). Kromě RO a NF lze na stanici provádět i mikrofiltraci a ultrafiltraci na keramických modulech popsaných u jednotky MUF.

    Filtrované médium je čerpáno pístomembránovým čerpadlem typu Wanner G13 (USA), které je poháněno motorem o výkonu 1500 W při frekvenci otáčení 1450 min-1. Výkon stanice je tak 600 l.h-1, maximální provozní tlak a teplota jsou 6 MPa a 75 °C. Zařízení měří za provozu stejné veličiny jako výše zmíněný typ MUF.

  • Jednotka pro nanofiltraci a reverzní osmózu NA-IO TIA (Bollene, Francie)
  • Jedná se o poloprovozní jednotku pro tangenciální nanofiltraci a reverzní osmózu (viz Obr. 7), maximální průtok 900 l/h zajišťuje čerpadlo Cat Pump 311. Zařízení je osazeno dvěma tabulárními polymerními membránami s plochou 2 x 2,5 m2, délka membrány je 102 cm. Limitní pracovní podmínky jsou: teplota do 45 °C (RO) až 50 °C (NF), tlak do 0,6 MPa, rozsah pH 2-11.

  • Zkušební stanice NFS – 1 pro membrány Sterlitech
  • Stanice NFS-1 vyvinutá ve spolupráci s firmou Mikropur slouží pro filtraci a membránovou separaci malých množství kapalin (1 - 5 litrů). Je uzpůsobena jednak pro zapojení s membránovými jednotkami Sterlitech a také k případnému propojení s osvitovou jednotkou pro studium fotokatalytických dějů. Dále byla stanice plně vybavena vhodnou měřicí a regulační technikou spojenou přes řídící jednotku Almemo s PC, což umožňuje kontinuální sledování, regulování, ukládání a vyhodnocování všech měřených parametrů během prováděného procesu. Technická data zkušební stanice jsou uvedena v Tab. I. Membrány Sterlitech jsou malé rovinné keramické membrány (Obr. 8) s aktivní vrstvou s oxidy titanu (pro mikrofiltraci) či zirkonia (ultrafiltrace a nanofitlrace), průměr membrán je 47 a 90 mm.