Membrane technology
ঝিল্লি প্রযুক্তি ঝিল্লি নির্মাণ ও প্রয়োগে ব্যবহৃত বৈজ্ঞানিক প্রক্রিয়াগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে। ঝিল্লি মাধ্যমের মধ্যে পদার্থের পরিবহন বা প্রত্যাখ্যান এবং গ্যাস ও তরল প্রবাহের যান্ত্রিক পৃথকীকরণের সুবিধার্থে ব্যবহৃত হয়। সহজতম ক্ষেত্রে, পরিস্রাবণ করা হয় যখন ঝিল্লির ছিদ্রগুলি ক্ষতিকারক অণুজীবের মতো অযাচিত পদার্থের ব্যাসের চেয়ে ছোট হয়। ঝিল্লি প্রযুক্তি সাধারণত জল পরিশোধন, রাসায়নিক ও ধাতু প্রক্রিয়াকরণ, ফার্মাসিউটিক্যালস, জৈব প্রযুক্তি, খাদ্য শিল্পের পাশাপাশি পরিবেশ দূষণকারী অপসারণের মতো শিল্পগুলিতে ব্যবহৃত হয়। ঝিল্লি নির্মাণের পরে, ছিদ্রের আকার, ফাংশন গ্রুপ, উপাদান বৈশিষ্ট্য ইত্যাদির মতো পরামিতিগুলি সম্পর্কে আরও জানতে প্রস্তুত ঝিল্লিটির বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করা প্রয়োজন, যা আগে থেকে নির্ধারণ করা কঠিন। এই প্রক্রিয়ায় স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ, ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ, ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি, এক্স-রে বিচ্ছুরণ এবং তরল-তরল স্থানচ্যুতি পোরোসিমেট্রি-র মতো যন্ত্র ব্যবহার করা হয়। পরিচিতি ঝিল্লি প্রযুক্তি আধা-প্রবেশযোগ্য ঝিল্লির সাহায্যে দুটি ভগ্নাংশের মধ্যে পদার্থ পরিবহনের জন্য সমস্ত প্রকৌশল পদ্ধতিকে অন্তর্ভুক্ত করে। সাধারণভাবে, বায়বীয় বা তরল প্রবাহকে পৃথক করার জন্য যান্ত্রিক পৃথকীকরণ প্রক্রিয়াগুলি ঝিল্লি প্রযুক্তি ব্যবহার করে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, পরিবেশ দূষণকারীদের অপসারণের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছে, যেমন শোষণ, জারণ এবং ঝিল্লি পৃথকীকরণ। পরিবেশে বিভিন্ন দূষণ ঘটে যেমন বায়ু দূষণ, বর্জ্য জল দূষণ ইত্যাদি। শিল্প দূষণ রোধ করার জন্য শিল্পের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী কারণ 70 শতাংশেরও বেশি পরিবেশ দূষণ শিল্পের কারণে হয়। পরিবেশে ক্ষতিকারক রাসায়নিক নিঃসরণ বজায় রাখা এবং প্রতিরোধ করার জন্য বায়ু দূষণ নিয়ন্ত্রণ ও প্রতিরোধ আইন 1981-এর সরকারী নিয়মগুলি অনুসরণ করা তাদের দায়িত্ব। প্রতিরোধ ও সুরক্ষা প্রক্রিয়া নিশ্চিত করুন যার পরে শিল্পগুলি তাদের বর্জ্য পরিবেশে ছেড়ে দিতে সক্ষম হয়। বায়োমাস-ভিত্তিক মেমব্রেন প্রযুক্তি দূষণকারী অপসারণের অস্ত্র হিসাবে ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে আশাব্যঞ্জক প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি কারণ এতে কম খরচ, আরও দক্ষতা এবং গৌণ দূষণকারীদের অভাব রয়েছে। সাধারণত পলিসালফোন, পলিভিনাইলিডিন ফ্লোরাইড এবং পলিপ্রোপিলিন ঝিল্লি প্রস্তুতির প্রক্রিয়ায় ব্যবহার করা হয়। এই ঝিল্লির উপাদানগুলি পুনর্নবীকরণযোগ্য নয় এবং জৈব-অবক্ষয়যোগ্য নয় যা ক্ষতিকারক পরিবেশ দূষণ সৃষ্টি করে। গবেষকরা পরিবেশ-বান্ধব ঝিল্লি সংশ্লেষ করার জন্য একটি সমাধান খুঁজে বের করার চেষ্টা করছেন যা পরিবেশ দূষণ এড়ায়। বায়োমাস-ভিত্তিক ঝিল্লি সংশ্লেষণের মতো প্রাকৃতিকভাবে উপলব্ধ উপাদানের সাহায্যে বায়োডিগ্রেডেবল উপাদানের সংশ্লেষণ দূষণকারীদের অপসারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। মেমব্রেন ওভারভিউ মেমব্রেন পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া গরম না করেই কাজ করে এবং তাই প্রচলিত তাপ পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া যেমন পাতন, উত্তলন বা স্ফটিকীকরণের তুলনায় কম শক্তি ব্যবহার করে। পৃথকীকরণ প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণরূপে শারীরিক এবং উভয় ভগ্নাংশ (ব্যাপ্ত এবং ধরে রাখা) দরকারী পণ্য হিসাবে পাওয়া যেতে পারে। খাদ্য প্রযুক্তি, জৈব প্রযুক্তি এবং ওষুধ শিল্পে ঝিল্লি প্রযুক্তি ব্যবহার করে ঠান্ডা পৃথকীকরণ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, ঝিল্লির ব্যবহার পৃথকীকরণ ঘটাতে সক্ষম করে যা তাপীয় পৃথকীকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে অসম্ভব হবে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যাজিওট্রপিক তরল বা দ্রবণগুলির উপাদানগুলিকে পৃথক করা অসম্ভব যা পাতন বা পুনর্বিন্যাসের মাধ্যমে আইসোমরফিক স্ফটিক গঠন করে তবে ঝিল্লি প্রযুক্তি ব্যবহার করে এই ধরনের পৃথকীকরণ অর্জন করা যেতে পারে। ঝিল্লির প্রকারের উপর নির্ভর করে, নির্দিষ্ট পৃথক পদার্থ বা পদার্থের মিশ্রণের নির্বাচিত পৃথকীকরণ সম্ভব। গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে রিভার্স অসমোসিস দ্বারা পানীয় জল উৎপাদন। বর্জ্য জল শোধনে ঝিল্লি প্রযুক্তি ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে। বর্জ্য জল থেকে কোলয়েড এবং ম্যাক্রোমলিকিউল অপসারণে অতি/মাইক্রোফিল্ট্রেশন খুব কার্যকর হতে পারে। এটি প্রয়োজন হয় যদি বর্জ্য জল সংবেদনশীল জলে ছেড়ে দেওয়া হয়, বিশেষ করে যেগুলি জল ক্রীড়া এবং বিনোদনের জন্য নির্দিষ্ট করা হয়। হেমোডায়ালাইসিসের মাধ্যমে বিষাক্ত পদার্থ অপসারণের জন্য কৃত্রিম কিডনি এবং রক্তে অক্সিজেনের বুদ্বুদ-মুক্ত সরবরাহের জন্য কৃত্রিম ফুসফুসের মতো চিকিৎসা ক্ষেত্রে বাজারের প্রায় অর্ধেক ব্যবহার করা হয়। পরিবেশ সুরক্ষার ক্ষেত্রে ঝিল্লি প্রযুক্তির গুরুত্ব বৃদ্ধি পাচ্ছে (ন্যানো-মেম-প্রো আই. পি. পি. সি ডাটাবেস)। এমনকি আধুনিক শক্তি পুনরুদ্ধারের কৌশলগুলিতেও, ঝিল্লিগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হয়, উদাহরণস্বরূপ জ্বালানী কোষ এবং অসমোটিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে। ভর স্থানান্তর ঝিল্লির মাধ্যমে ভর স্থানান্তরের জন্য দুটি মৌলিক মডেলকে আলাদা করা যেতে পারেঃ দ্রবণ-বিস্তার মডেল এবং হাইড্রোডায়নামিক মডেল। বাস্তব ঝিল্লিতে, এই দুটি পরিবহন প্রক্রিয়া অবশ্যই পাশাপাশি ঘটে, বিশেষ করে অতি-পরিস্রাবণের সময়। দ্রবণ-বিচ্ছুরণ মডেল দ্রবণ-বিচ্ছুরণ মডেলে পরিবহন শুধুমাত্র বিচ্ছুরণের মাধ্যমে ঘটে। যে উপাদানটি পরিবহন করতে হবে তা প্রথমে ঝিল্লিতে দ্রবীভূত করতে হবে। দ্রবণ-বিচ্ছুরণ মডেলের সাধারণ পদ্ধতিটি হল অনুমান করা যে ফিড এবং ব্যাপ্ত তরলগুলির রাসায়নিক সম্ভাব্যতা সংলগ্ন ঝিল্লি পৃষ্ঠের সাথে ভারসাম্যপূর্ণ যাতে তরল এবং ঝিল্লি পর্যায়ে রাসায়নিক সম্ভাবনার জন্য উপযুক্ত অভিব্যক্তিগুলি দ্রবণ-ঝিল্লি ইন্টারফেসে সমান করা যায়। এই নীতিটি প্রাকৃতিক ছিদ্রবিহীন ঘন ঝিল্লির জন্য আরও গুরুত্বপূর্ণ যেমন বিপরীত অসমোসিস এবং জ্বালানী কোষে ব্যবহৃত হয়। পরিস্রাবণ প্রক্রিয়া চলাকালীন ঝিল্লির উপর একটি সীমানা স্তর তৈরি হয়। এই ঘনত্বের ঢাল অণু দ্বারা তৈরি হয় যা ঝিল্লির মধ্য দিয়ে যেতে পারে না। এই প্রভাবকে ঘনত্ব মেরুকরণ হিসাবে উল্লেখ করা হয় এবং পরিস্রাবণের সময় ঘটে যাওয়া ট্রান্স-মেমব্রেন প্রবাহ (ফ্লাক্স) হ্রাস পায়। কেন্দ্রীকরণ মেরুকরণ, নীতিগতভাবে, ঝিল্লি পরিষ্কার করে বিপরীতমুখী হয় যার ফলে প্রাথমিক প্রবাহ প্রায় সম্পূর্ণরূপে পুনরুদ্ধার করা হয়। ঝিল্লিতে একটি স্পর্শক প্রবাহ ব্যবহার (ক্রস-ফ্লো পরিস্রাবণ) ঘনত্বের মেরুকরণকেও হ্রাস করতে পারে। হাইড্রোডায়নামিক মডেল ছিদ্রগুলির মাধ্যমে পরিবহন-সহজতম ক্ষেত্রে-পরিবাহীভাবে করা হয়। এর জন্য ছিদ্রগুলির আকার দুটি পৃথক উপাদানের ব্যাসের চেয়ে ছোট হওয়া প্রয়োজন। এই নীতি অনুসারে কাজ করে এমন ঝিল্লিগুলি মূলত মাইক্রো-এবং আল্ট্রাফিল্ট্রেশনে ব্যবহৃত হয়। এগুলি দ্রবণ থেকে ম্যাক্রোমোলিকুল, বিচ্ছুরণ থেকে কোলয়েড বা ব্যাকটেরিয়া অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, ধরে রাখা কণা বা অণুগুলি ঝিল্লির উপর একটি মজ্জা ভর (ফিল্টার কেক) তৈরি করে এবং ঝিল্লির এই বাধা পরিস্রাবণকে বাধা দেয়। ক্রস-ফ্লো পদ্ধতি (ক্রস-ফ্লো ফিল্টারেশন) ব্যবহার করে এই বাধা হ্রাস করা যেতে পারে। এখানে, ফিল্টার করা তরলটি ঝিল্লির সামনের দিক দিয়ে প্রবাহিত হয় এবং ঝিল্লির সামনের এবং পিছনের চাপের পার্থক্য দ্বারা আলাদা হয়ে সামনের দিকে রিটেনটেট (প্রবাহিত ঘনীভূত) এবং পিছনের দিকে পারমিট (পরিস্রাবণ) হয়। সামনের দিকে স্পর্শক প্রবাহ একটি শিয়ার স্ট্রেস তৈরি করে যা ফিল্টার কেককে ফাটিয়ে দেয় এবং ফাউলিং হ্রাস করে। ঝিল্লি অপারেশন অপারেশনের চালিকা শক্তি অনুসারে, পার্থক্য করা সম্ভবঃ চাপ-চালিত অপারেশন মাইক্রোফিল্ট্রেশন আল্ট্রাফিল্ট্রেশন ন্যানোফিল্ট্রেশন রিভার্স অসমোসিস গ্যাস বিচ্ছেদ ঘনত্ব চালিত অপারেশন ডায়ালাইসিস পারভাপোরেশন ফরওয়ার্ড অসমোসিস বৈদ্যুতিক সম্ভাবনাময় গ্রেডিয়েন্ট ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস ঝিল্লি তড়িৎবিশ্লেষণে কৃত্রিম ফুসফুসের অপারেশন যেমন। ক্লোরাল্কালাইন প্রক্রিয়া বিদ্যুদ্বাহক আয়নীকরণ বৈদ্যুতিক পরিস্রাবণ জ্বালানী কোষ তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট ঝিল্লি পাতন ঝিল্লি আকৃতি এবং প্রবাহ জ্যামিতিতে ক্রিয়াকলাপ ঝিল্লি প্রক্রিয়াগুলির দুটি প্রধান প্রবাহ বিন্যাস রয়েছেঃ ক্রস-ফ্লো (বা স্পর্শক প্রবাহ) এবং ডেড-এন্ড পরিস্রাবণ। ক্রস-ফ্লো ফিল্টারেশনে ফিড প্রবাহটি ঝিল্লির পৃষ্ঠের স্পর্শক হয়, রিটেনটেটটি একই দিক থেকে আরও নিচের দিকে সরানো হয়, যেখানে পারমিয়েট প্রবাহটি অন্য দিকে ট্র্যাক করা হয়। ডেড-এন্ড পরিস্রাবণে, ঝিল্লির পৃষ্ঠে তরল প্রবাহের দিক স্বাভাবিক থাকে। উভয় প্রবাহ জ্যামিতি কিছু সুবিধা এবং অসুবিধা প্রদান করে। সাধারণত, ল্যাবরেটরি স্কেলে সম্ভাব্যতা অধ্যয়নের জন্য ডেড-এন্ড পরিস্রাবণ ব্যবহার করা হয়। ডেড-এন্ড মেমব্রেনগুলি তৈরি করা তুলনামূলকভাবে সহজ যা পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার খরচ হ্রাস করে। ডেড-এন্ড মেমব্রেন সেপারেশন প্রক্রিয়াটি বাস্তবায়ন করা সহজ এবং প্রক্রিয়াটি সাধারণত ক্রস-ফ্লো মেমব্রেন ফিল্টারেশনের চেয়ে সস্তা। ডেড-এন্ড পরিস্রাবণ প্রক্রিয়াটি সাধারণত একটি ব্যাচ-টাইপ প্রক্রিয়া, যেখানে ফিল্টারিং দ্রবণটি ঝিল্লি যন্ত্রে লোড করা হয় (বা ধীরে ধীরে খাওয়ানো হয়), যা তখন চালিকা শক্তির সাপেক্ষে কিছু কণার উত্তরণের অনুমতি দেয়। ডেড-এন্ড পরিস্রাবণের প্রধান অসুবিধা হল ব্যাপক ঝিল্লি ফাউলিং এবং ঘনত্ব মেরুকরণ। ফাউলিং সাধারণত উচ্চতর ড্রাইভিং শক্তিতে দ্রুত প্ররোচিত হয়। একটি ফিড দ্রবণে মেমব্রেন ফাউলিং এবং কণা ধরে রাখা একটি ঘনত্বের গ্রেডিয়েন্ট এবং কণার ব্যাকফ্লো (ঘনত্ব মেরুকরণ) তৈরি করে। স্পর্শক প্রবাহ যন্ত্রগুলি বেশি ব্যয়বহুল এবং শ্রম-নিবিড়, তবে প্রবাহিত প্রবাহের ব্যাপক প্রভাব এবং উচ্চ শিয়ার হারের কারণে এগুলি ফাউলের প্রতি কম সংবেদনশীল। সর্বাধিক ব্যবহৃত সিন্থেটিক মেমব্রেন ডিভাইস (মডিউল) হল ফ্ল্যাট শীট/প্লেট, সর্পিল ক্ষত এবং ফাঁপা তন্তু। সমতল প্লেটগুলি সাধারণত বৃত্তাকার পাতলা সমতল ঝিল্লি পৃষ্ঠ হিসাবে নির্মিত হয় যা ডেড-এন্ড জ্যামিতি মডিউলে ব্যবহার করা হয়। সর্পিল ক্ষতগুলি অনুরূপ সমতল ঝিল্লি থেকে তৈরি করা হয় তবে একটি "পকেট" আকারে দুটি ঝিল্লি শীট সহ একটি অত্যন্ত ছিদ্রযুক্ত সমর্থন প্লেট দ্বারা পৃথক করা হয়। একটি স্পর্শক প্রবাহ জ্যামিতি তৈরি করতে এবং ঝিল্লি ফাউলিং কমাতে এই ধরনের বেশ কয়েকটি পকেট একটি নলের চারপাশে ঘূর্ণিত করা হয়। ফাঁপা ফাইবার মডিউলগুলিতে ঘন ত্বক পৃথকীকরণ স্তরগুলির সাথে স্ব-সহায়ক তন্তুগুলির একটি সমাবেশ থাকে এবং আরও খোলা ম্যাট্রিক্স চাপের গ্রেডিয়েন্টগুলি সহ্য করতে এবং কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখতে সহায়তা করে। ফাঁপা ফাইবার মডিউলগুলিতে 200 থেকে 2500 মাইক্রোমিটার ব্যাস পর্যন্ত 10,000 ফাইবার থাকতে পারে; ফাঁপা ফাইবার মডিউলগুলির প্রধান সুবিধা হল একটি আবদ্ধ আয়তনের মধ্যে খুব বড় পৃষ্ঠ এলাকা, যা পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার দক্ষতা বৃদ্ধি করে। ডিস্ক টিউব মডিউল একটি ক্রস-ফ্লো জ্যামিতি ব্যবহার করে এবং একটি চাপ নল এবং জলবাহী ডিস্ক নিয়ে গঠিত, যা একটি কেন্দ্রীয় টান রড দ্বারা ধরে রাখা হয় এবং ঝিল্লি কুশন যা দুটি ডিস্কের মধ্যে থাকে। ঝিল্লি কর্মক্ষমতা এবং পরিচালনা সমীকরণ একটি লক্ষ্যযুক্ত পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার জন্য সিন্থেটিক ঝিল্লির নির্বাচন সাধারণত কয়েকটি প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে করা হয়। ঝিল্লিগুলিকে প্রচুর পরিমাণে খাদ্য প্রবাহ প্রক্রিয়াকরণের জন্য পর্যাপ্ত ভর স্থানান্তর এলাকা সরবরাহ করতে হয়। নির্বাচিত ঝিল্লিটির নির্দিষ্ট কণাগুলির জন্য উচ্চ সিলেক্টিভিটি (প্রত্যাখ্যান) বৈশিষ্ট্য থাকতে হবে; এটিকে ফাউলিং প্রতিরোধ করতে হবে এবং উচ্চ যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা থাকতে হবে। এটি পুনরুত্পাদনযোগ্য হতে হবে এবং উৎপাদন খরচ কম হতে হবে। ধ্রুবক চাপ হ্রাসের সময় ডেড-এন্ড পরিস্রাবণের জন্য প্রধান মডেলিং সমীকরণটি ডার্সির সূত্র দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়ঃ যেখানে ভিপি এবং কিউ যথাক্রমে ব্যাপ্তির আয়তন এবং তার আয়তনীয় প্রবাহের হার (ফিড প্রবাহের একই বৈশিষ্ট্যের সাথে আনুপাতিক), এমইউ হল ব্যাপ্ত তরলের গতিশীল সান্দ্রতা, এ হল ঝিল্লির এলাকা, আরএম এবং আর হল ঝিল্লির সংশ্লিষ্ট প্রতিরোধ এবং ফাউলেন্টগুলির ক্রমবর্ধমান জমা। আরএম-কে দ্রাবক (জল) ব্যাপ্তির প্রতি ঝিল্লি প্রতিরোধ হিসাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। এই প্রতিরোধ একটি ঝিল্লির অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্য এবং এটি মোটামুটি ধ্রুবক এবং চালিকা শক্তি, Δp থেকে স্বাধীন হবে বলে আশা করা হয়। আর ঝিল্লি ফাউলেন্টের ধরন, ফিল্টারিং দ্রবণে এর ঘনত্ব এবং ফাউলেন্ট-মেমব্রেন মিথস্ক্রিয়ার প্রকৃতির সাথে সম্পর্কিত। ডার্সির আইন প্রদত্ত পরিস্থিতিতে লক্ষ্যযুক্ত পৃথকীকরণের জন্য ঝিল্লির এলাকা গণনা করার অনুমতি দেয়। দ্রবণ ছেঁটে নেওয়ার সহগটি সমীকরণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়ঃ যেখানে Cf এবং Cp যথাক্রমে খাদ্য এবং ব্যাপ্তিতে দ্রবণের ঘনত্ব। জলবাহী ব্যাপ্তিযোগ্যতাকে প্রতিরোধের বিপরীত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং সমীকরণ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়ঃ যেখানে J হল ব্যাপ্ত প্রবাহ যা ঝিল্লি এলাকার প্রতি একক আয়তনের প্রবাহের হার। দ্রবণ ছেঁটে নেওয়ার সহগ এবং জলবাহী ব্যাপ্তিযোগ্যতা সিন্থেটিক ঝিল্লির কার্যকারিতা দ্রুত মূল্যায়নের অনুমতি দেয়। ঝিল্লি পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া পৃথকীকরণ শিল্পে ঝিল্লি পৃথকীকরণ প্রক্রিয়ার একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রয়েছে। তা সত্ত্বেও, 1970-এর দশকের মাঝামাঝি পর্যন্ত এগুলিকে প্রযুক্তিগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ বলে মনে করা হত না। ঝিল্লি পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া এবং পৃথক কণাগুলির আকারের উপর ভিত্তি করে পৃথক হয়। ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ঝিল্লি প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে মাইক্রোফিল্ট্রেশন, আল্ট্রাফিল্ট্রেশন, ন্যানোফিল্ট্রেশন, রিভার্স অসমোসিস, ইলেক্ট্রোলাইসিস, ডায়ালাইসিস, ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস, গ্যাস সেপারেশন, বাষ্প ব্যাপ্তিকরণ, পারভাপোরেশন, মেমব্রেন ডিস্টিলেশন এবং মেমব্রেন কন্ট্যাক্টর। বাষ্পীভবন ব্যতীত সমস্ত প্রক্রিয়ায় কোনও পর্যায় পরিবর্তন জড়িত থাকে না। বৈদ্যুতিন বিশ্লেষণ ব্যতীত সমস্ত প্রক্রিয়া চাপ চালিত। মাইক্রোফিল্ট্রেশন এবং আল্ট্রাফিল্ট্রেশন ব্যাপকভাবে খাদ্য ও পানীয় প্রক্রিয়াকরণ (বিয়ার মাইক্রোফিল্ট্রেশন, আপেল জুস আল্ট্রাফিল্ট্রেশন), জৈবপ্রযুক্তিগত প্রয়োগ এবং ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্প (অ্যান্টিবায়োটিক উৎপাদন, প্রোটিন পরিশোধন), জল পরিশোধন এবং বর্জ্য জল চিকিত্সা, মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স শিল্প এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। ন্যানোফিল্ট্রেশন এবং রিভার্স অসমোসিস মেমব্রেন প্রধানত জল পরিশোধন উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। ঘন ঝিল্লিগুলি গ্যাস পৃথকীকরণের জন্য (প্রাকৃতিক গ্যাস থেকে সিও2 অপসারণ, বায়ু থেকে এন2 পৃথক করা, বায়ু বা নাইট্রোজেন প্রবাহ থেকে জৈব বাষ্প অপসারণ) এবং কখনও কখনও ঝিল্লি পাতন করার জন্য ব্যবহার করা হয়। পরবর্তী প্রক্রিয়াটি অ্যাজিওট্রপিক সংমিশ্রণগুলির পৃথকীকরণে সহায়তা করে পাতন প্রক্রিয়াগুলির ব্যয় হ্রাস করে। ছিদ্রের আকার এবং নির্বাচনযোগ্যতা প্রযুক্তিগত ঝিল্লির ছিদ্রের আকার প্রস্তুতকারকের উপর নির্ভর করে ভিন্নভাবে নির্দিষ্ট করা হয়। একটি সাধারণ পার্থক্য হল নামমাত্র ছিদ্রের আকার। এটি সর্বাধিক ছিদ্র আকারের বন্টন বর্ণনা করে এবং একটি ঝিল্লির ধারণ ক্ষমতা সম্পর্কে শুধুমাত্র অস্পষ্ট তথ্য দেয়। ঝিল্লিটির বর্জন সীমা বা "কাট-অফ" সাধারণত এনএমডব্লিউসি (নামমাত্র আণবিক ওজন কাট-অফ, বা এমডব্লিউসিও, আণবিক ওজন কাট-অফ, ডাল্টনের ইউনিট সহ) আকারে নির্দিষ্ট করা হয়। এটি একটি গোলাকার অণুর ন্যূনতম আণবিক ওজন হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা ঝিল্লি দ্বারা 90 শতাংশ ধরে রাখা হয়। পদ্ধতির উপর নির্ভর করে কাট-অফ তথাকথিত ডি 90-তে রূপান্তরিত হতে পারে, যা পরে একটি মেট্রিক ইউনিটে প্রকাশ করা হয়। বাস্তবে ঝিল্লিটির এম. ডব্লিউ. সি. ও অণুটির আণবিক ওজনের তুলনায় কমপক্ষে 20 শতাংশ কম হওয়া উচিত যা আলাদা করা হবে। ট্র্যাক খোদাই করা মাইকা ঝিল্লি ব্যবহার করে বেক এবং শুল্টজ দেখিয়েছেন যে ছিদ্রগুলিতে অণুগুলির বাধাগ্রস্ত বিস্তারকে র্যানকিন সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে। ছিদ্রের আকার অনুযায়ী ফিল্টার ঝিল্লিগুলিকে চারটি শ্রেণীতে ভাগ করা হয়ঃ ঝিল্লির ছিদ্রগুলির গঠন ও আকৃতি উৎপাদন প্রক্রিয়ার উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল এবং প্রায়শই নির্দিষ্ট করা কঠিন। অতএব, চরিত্রায়নের জন্য, পরীক্ষা পরিস্রাবণ করা হয় এবং ছিদ্র ব্যাসটি ক্ষুদ্রতম কণাগুলির ব্যাসকে বোঝায় যা ঝিল্লির মধ্য দিয়ে যেতে পারে না। প্রত্যাখ্যান বিভিন্ন উপায়ে নির্ধারণ করা যেতে পারে এবং ছিদ্রের আকারের একটি পরোক্ষ পরিমাপ প্রদান করে। একটি সম্ভাবনা হল ম্যাক্রোমোলিকুলের পরিস্রাবণ (প্রায়শই ডেক্সট্রান, পলিইথিলিন গ্লাইকোল বা অ্যালবুমিন), অন্যটি হল জেল পারমিয়েশন ক্রোমাটোগ্রাফি দ্বারা কাট-অফের পরিমাপ। এই পদ্ধতিগুলি মূলত আল্ট্রাফিল্ট্রেশন প্রয়োগের জন্য ঝিল্লি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। আরেকটি পরীক্ষার পদ্ধতি হল নির্দিষ্ট আকারের কণাগুলির পরিস্রাবণ এবং একটি কণা সাইজার বা লেজার ইনডিউসড ব্রেকডাউন স্পেকট্রোস্কোপি (এলআইবিএস) দ্বারা তাদের পরিমাপ। একটি প্রাণবন্ত বৈশিষ্ট্য হল ডেক্সট্রান নীল বা অন্যান্য রঙিন অণুর প্রত্যাখ্যান পরিমাপ করা। ব্যাকটেরিওফেজ এবং ব্যাকটেরিয়া ধরে রাখা, তথাকথিত "ব্যাকটেরিয়া চ্যালেঞ্জ টেস্ট", ছিদ্রের আকার সম্পর্কে তথ্যও সরবরাহ করতে পারে। ছিদ্রের ব্যাস নির্ধারণের জন্য, ভৌতিক পদ্ধতি যেমন পোরোসিমিটার (পারদ, তরল-তরল পোরোসিমিটার এবং বাবল পয়েন্ট টেস্ট) ব্যবহার করা হয়, তবে ছিদ্রগুলির একটি নির্দিষ্ট রূপ (যেমন নলাকার বা ঘনীভূত গোলাকার গর্ত) অনুমান করা হয়। এই ধরনের পদ্ধতিগুলি ঝিল্লির জন্য ব্যবহার করা হয় যার ছিদ্র জ্যামিতি আদর্শের সাথে মেলে না এবং আমরা "নামমাত্র" ছিদ্র ব্যাস পাই, যা ঝিল্লিটিকে চিহ্নিত করে, তবে অগত্যা তার প্রকৃত পরিস্রাবণ আচরণ এবং নির্বাচনকে প্রতিফলিত করে না। সিলেক্টিভিটি ছিদ্রের আকার ছাড়াও পৃথকীকরণ প্রক্রিয়া, ঝিল্লির গঠন এবং এর তড়িৎরাসায়নগত বৈশিষ্ট্যের উপর অত্যন্ত নির্ভরশীল। উচ্চ নির্বাচনশীলতার সাথে, আইসোটোপগুলি পারমাণবিক প্রকৌশল বা নাইট্রোজেনের মতো শিল্প গ্যাসগুলিতে সমৃদ্ধ (ইউরেনিয়াম সমৃদ্ধকরণ) করা যেতে পারে (গ্যাস পৃথকীকরণ)। আদর্শভাবে, এমনকি রেসমিক্সও একটি উপযুক্ত ঝিল্লি দিয়ে সমৃদ্ধ করা যেতে পারে। ঝিল্লি নির্বাচন করার সময় উচ্চ ব্যাপ্তিযোগ্যতার চেয়ে নির্বাচিততাকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়, কারণ একটি মডুলার কাঠামো দিয়ে ফিল্টার পৃষ্ঠকে বাড়িয়ে নিম্ন প্রবাহকে সহজেই সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। গ্যাস পর্যায় পরিস্রাবণে বিভিন্ন জমা প্রক্রিয়া কার্যকর হয়, যাতে ঝিল্লির ছিদ্র আকারের নিচে আকারের কণাগুলিও ধরে রাখা যায়। ঝিল্লি শ্রেণিবিন্যাস জৈব ঝিল্লি দুটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, সিন্থেটিক ঝিল্লি এবং প্রাকৃতিক ঝিল্লি। কৃত্রিম ঝিল্লিগুলিকে আরও জৈব এবং অজৈব ঝিল্লিতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। জৈব ঝিল্লি উপ-শ্রেণীবদ্ধ পলিমারিক ঝিল্লি এবং অজৈব ঝিল্লি উপ-শ্রেণীবদ্ধ সিরামিক পলিমার। জৈববস্তুপুঞ্জের সংশ্লেষণ জৈববস্তুপুঞ্জের মিশ্র ঝিল্লি সবুজ ঝিল্লি বা জৈব-ঝিল্লি সংশ্লেষণ হল সুরক্ষিত পরিবেশের সমাধান যার ব্যাপক কার্যকারিতা রয়েছে। জৈববস্তুপুঞ্জ সক্রিয় কার্বন ন্যানো পার্টিকেল আকারে ব্যবহার করা হয়, যেমন সেলুলোজ ভিত্তিক জৈববস্তুপুঞ্জ নারকেলের খোসা, হ্যাজেলনাট খোসা, আখরোটের খোসা, ভুট্টার ডালের কৃষি বর্জ্য ইত্যাদি। যা পৃষ্ঠের হাইড্রোফিলিসিটি, বৃহত্তর ছিদ্রের আকার, আরও কম পৃষ্ঠের রুক্ষতা উন্নত করে, তাই ঝিল্লির পৃথকীকরণ এবং অ্যান্টি-ফাউলিং কর্মক্ষমতাও একই সাথে উন্নত হয়। বিশুদ্ধ জৈববস্তুপুঞ্জ ভিত্তিক ঝিল্লি তৈরি একটি জৈববস্তুপুঞ্জ ভিত্তিক ঝিল্লি হল উদ্ভিদ তন্তুগুলির মতো জৈব পদার্থ থেকে তৈরি একটি ঝিল্লি। এই ঝিল্লিগুলি প্রায়শই জল পরিস্রাবণ এবং বর্জ্য জল পরিশোধন প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়। বিশুদ্ধ জৈববস্তুপুঞ্জ-ভিত্তিক ঝিল্লি তৈরি করা একটি জটিল প্রক্রিয়া যার বেশ কয়েকটি ধাপ রয়েছে। প্রথম ধাপ হল জৈব পদার্থের একটি স্লারি তৈরি করা। এই স্লারি তারপর একটি কাঁচ বা ধাতব প্লেটের মতো একটি স্তরের উপর নিক্ষেপ করা হয়। এরপরে ঢালাই শুকিয়ে যায় এবং ফলস্বরূপ ঝিল্লিটির বৈশিষ্ট্য উন্নত করার জন্য রাসায়নিক বা তাপ চিকিত্সার মতো বেশ কয়েকটি চিকিত্সা করা হয়। জৈববস্তুপুঞ্জ-ভিত্তিক ঝিল্লি তৈরির ক্ষেত্রে একটি চ্যালেঞ্জ হল কাঙ্ক্ষিত বৈশিষ্ট্য সহ একটি ঝিল্লি তৈরি করা। প্রক্রিয়াতে ব্যবহৃত যন্ত্রপাতি ও যন্ত্রপাতি ঝিল্লি সংশ্লেষণ পদ্ধতিতে ব্যবহৃত যন্ত্রপাতির তালিকা নিম্নরূপঃ সেন্ট্রিফিউজ কাস্টিং মেশিন প্লেন কাস্টিং গ্লাস ম্যাগনেটিক স্টিরার গ্লাস ওয়্যারঃ বীকার, সিলিন্ডার পরিমাপ, ফ্লাস্ক ইত্যাদি। ওভেন মর্টার এবং পেস্টল মেমব্রেন বৈশিষ্ট্য ঝিল্লির ঢালাই এবং সংশ্লেষণের পরে ছিদ্রের আকার, ফাংশন গ্রুপ, উপাদান বৈশিষ্ট্য ইত্যাদির মতো ঝিল্লির পরামিতি সম্পর্কে আরও বিশদ জানতে প্রস্তুত ঝিল্লিটির বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করা প্রয়োজন। ঝিল্লির বৈশিষ্ট্যগুলি জানা গুরুত্বপূর্ণ যাতে আমরা একটি কণা দূষণকারীকে অপসারণ এবং চিকিত্সা করতে সক্ষম হই, যা পরিবেশে দূষণ ঘটায়। বৈশিষ্ট্যের জন্য নিম্নলিখিত বিভিন্ন যন্ত্র ব্যবহার করা হয়ঃ স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (এসইএম) ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (টিইএম) ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (এফটিআইআর) এক্স-রে বিচ্ছুরণ (এক্সআরডি) তরল-তরল স্থানচ্যুতি পোরোসিমেট্রি (এলএলডিপি) জৈববস্তুপুঞ্জের প্রয়োগ জল পরিশোধন এমন কোনও প্রক্রিয়া যা জলের গুণমানকে উন্নত করে একটি নির্দিষ্ট শেষ ব্যবহারের জন্য আরও গ্রহণযোগ্য করে তোলে। আকার বর্জন বা চার্জ পৃথকীকরণের মাধ্যমে জল থেকে কণা অপসারণ করতে ঝিল্লি ব্যবহার করা যেতে পারে। আকার বর্জন করার ক্ষেত্রে, ঝিল্লির ছিদ্রগুলি এমন আকারের হয় যে কেবল ছিদ্রগুলির চেয়ে ছোট কণাগুলিই এর মধ্য দিয়ে যেতে পারে। ঝিল্লির ছিদ্রগুলি এমন আকারের হয় যে শুধুমাত্র জলের অণুগুলি এর মধ্য দিয়ে যেতে পারে, যা দ্রবীভূত দূষকগুলিকে পিছনে ফেলে দেয়। গ্যাস পৃথকীকরণ গ্যাস পৃথকীকরণে কার্বন ডাই অক্সাইড (), নাইট্রোজেন অক্সাইড (), সালফার অক্সাইড ()-এর মতো ঝিল্লির ব্যবহার, পরিবেশ রক্ষার জন্য ক্ষতিকারক গ্যাস অপসারণ করা যেতে পারে। জৈববস্তুপুঞ্জ ঝিল্লি গ্যাস পৃথকীকরণ বাণিজ্যিক ঝিল্লির চেয়ে বেশি কার্যকর। হেমোডায়ালাইসিস-এ মেমব্রেন অ্যাপ্লিকেশন হল রক্ত থেকে বর্জ্য পণ্য এবং অতিরিক্ত তরল অপসারণের জন্য একটি আধা-প্রবেশযোগ্য ঝিল্লি ব্যবহার করার একটি প্রক্রিয়া। আরও দেখুন পার্টিকল ডিপোজিশন সিন্থেটিক মেমব্রেন নোটস রেফারেন্স ওসাদা, ওয়াই, নাকাগাওয়া, টি, মেমব্রেন সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি, নিউ ইয়র্কঃ মার্সেল ডেকার, ইনক, 1992। জেমান, লিওস জে., জাইডনি, অ্যান্ড্রু এল., মাইক্রোফিল্ট্রেশন অ্যান্ড আল্ট্রাফিট্রেশন, প্রিন্সিপলস অ্যান্ড অ্যাপ্লিকেশনস।, নিউ ইয়র্কঃ মার্সেল ডেকার, ইনক, 1996। মুল্ডার এম., বেসিক প্রিন্সিপলস অফ মেমব্রেন টেকনোলজি, ক্লুয়ার একাডেমিক পাবলিশার্স, নেদারল্যান্ডস, 1996। জর্নিটজ, মাইক ডব্লিউ., স্টেরাইল ফিল্ট্রেশন, স্প্রিংগার, জার্মানি, 2006 ভ্যান রেইস আর., জাইডনি এ. বায়োপ্রসেস মেমব্রেন প্রযুক্তি। জে মেম সায়েন্স। 297 (2007): 16-50। টেম্পলিন টি, জনস্টন ডি, সিংহ ভি, টাম্বেলসন এম. ই, বেলিয়া আর. এল। রওশ কে. ডি. ভুট্টা প্রক্রিয়াকরণ প্রবাহ থেকে কঠিন পদার্থের ঝিল্লি পৃথকীকরণ। বায়োরিস টেক। 97 (2006): 1536-1545। রিপারগার এস., শুলজ জি. বায়োটেকনিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে মাইক্রোপোরাস মেমব্রেন। বায়োপ্রসেস এন. 1 (1986): 43-49। টমাস মেলিন, রবার্ট রাউটেনবাখ, মেমব্রানভারফারেন, স্প্রিঙ্গার, জার্মানি, 2007। মুনির চেরিয়ান, হ্যান্ডবুচ আল্ট্রাফিল্ট্রেশন, বেহর, 1990। ইবারহার্ড স্টাউড, মেমব্রানেন অ্যান্ড মেমব্রানপ্রোজেসে, ভি. সি. এইচ, 1992। ফিল্টারেশন