Membrane technology
झिल्ली प्रौद्योगिकी में झिल्ली के निर्माण और अनुप्रयोग में उपयोग की जाने वाली वैज्ञानिक प्रक्रियाएं शामिल हैं। झिल्ली का उपयोग माध्यमों के बीच पदार्थों के परिवहन या अस्वीकृति और गैस और तरल धाराओं के यांत्रिक पृथक्करण को सुविधाजनक बनाने के लिए किया जाता है। सबसे सरल मामले में, निस्पंदन तब प्राप्त किया जाता है जब झिल्ली के छिद्र अवांछित पदार्थ के व्यास से छोटे होते हैं, जैसे कि एक हानिकारक सूक्ष्मजीव। झिल्ली प्रौद्योगिकी का उपयोग आमतौर पर जल उपचार, रासायनिक और धातु प्रसंस्करण, फार्मास्यूटिकल्स, जैव प्रौद्योगिकी, खाद्य उद्योग के साथ-साथ पर्यावरणीय प्रदूषकों को हटाने जैसे उद्योगों में किया जाता है। झिल्ली के निर्माण के बाद, तैयार झिल्ली को उसके मापदंडों, जैसे छिद्र आकार, कार्य समूह, सामग्री गुणों, आदि के बारे में अधिक जानने के लिए चिह्नित करने की आवश्यकता होती है, जिन्हें पहले से निर्धारित करना मुश्किल होता है। इस प्रक्रिया में, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्स-रे विवर्तन और तरल-तरल विस्थापन पोरोसिमेट्री जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है। परिचय झिल्ली प्रौद्योगिकी में अर्ध-पारगम्य झिल्ली की मदद से दो अंशों के बीच पदार्थों के परिवहन के लिए सभी इंजीनियरिंग दृष्टिकोण शामिल हैं। सामान्य तौर पर, गैसीय या तरल धाराओं को अलग करने के लिए यांत्रिक पृथक्करण प्रक्रियाएं झिल्ली प्रौद्योगिकी का उपयोग करती हैं। हाल के वर्षों में, पर्यावरणीय प्रदूषकों को हटाने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया गया है, जैसे कि अधिशोषण, ऑक्सीकरण और झिल्ली पृथक्करण। पर्यावरण में विभिन्न प्रकार के प्रदूषण होते हैं जैसे वायु प्रदूषण, अपशिष्ट जल प्रदूषण आदि। औद्योगिक प्रदूषण को रोकने के लिए उद्योग की आवश्यकता के अनुसार क्योंकि 70 प्रतिशत से अधिक पर्यावरण प्रदूषण उद्योगों के कारण होता है। पर्यावरण में हानिकारक रासायनिक उत्सर्जन को बनाए रखने और रोकने के लिए वायु प्रदूषण नियंत्रण और रोकथाम अधिनियम 1981 के सरकारी नियमों का पालन करना उनकी जिम्मेदारी है। रोकथाम और सुरक्षा प्रक्रियाएं सुनिश्चित करें जिसके बाद उद्योग अपने कचरे को पर्यावरण में छोड़ने में सक्षम हो जाते हैं। बायोमास-आधारित झिल्ली प्रौद्योगिकी प्रदूषक हटाने के हथियार के रूप में उपयोग के लिए सबसे आशाजनक तकनीकों में से एक है क्योंकि इसमें कम लागत, अधिक दक्षता और द्वितीयक प्रदूषकों की कमी है। आमतौर पर झिल्ली तैयार करने की प्रक्रिया में पॉलीसल्फोन, पॉलीविनिलिडीन फ्लोराइड और पॉलीप्रोपाइलीन का उपयोग किया जाता है। ये झिल्ली सामग्री गैर-नवीकरणीय और गैर-जैव-अपघटनीय हैं जो हानिकारक पर्यावरण प्रदूषण पैदा करती हैं। शोधकर्ता पर्यावरण के अनुकूल झिल्ली को संश्लेषित करने के लिए एक समाधान खोजने की कोशिश कर रहे हैं जो पर्यावरण प्रदूषण से बचाता है। प्रदूषकों को हटाने के लिए बायोमास-आधारित झिल्ली संश्लेषण जैसी प्राकृतिक रूप से उपलब्ध सामग्री की मदद से बायोडिग्रेडेबल सामग्री के संश्लेषण का उपयोग किया जा सकता है। झिल्ली अवलोकन झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाएँ बिना ताप के काम करती हैं और इसलिए आसवन, उदात्तीकरण या क्रिस्टलीकरण जैसी पारंपरिक तापीय पृथक्करण प्रक्रियाओं की तुलना में कम ऊर्जा का उपयोग करती हैं। पृथक्करण प्रक्रिया विशुद्ध रूप से भौतिक है और दोनों अंशों (पारगम्य और प्रतिधारण) को उपयोगी उत्पादों के रूप में प्राप्त किया जा सकता है। खाद्य प्रौद्योगिकी, जैव प्रौद्योगिकी और दवा उद्योगों में झिल्ली प्रौद्योगिकी का उपयोग करके शीत पृथक्करण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, झिल्ली का उपयोग करने से पृथक्करण होता है जो तापीय पृथक्करण विधियों का उपयोग करके असंभव होगा। उदाहरण के लिए, आसवन या पुनः क्रिस्टलीकरण द्वारा समरूपी क्रिस्टल बनाने वाले एज़ोट्रोपिक तरल या विलेय के घटकों को अलग करना असंभव है, लेकिन झिल्ली प्रौद्योगिकी का उपयोग करके इस तरह के पृथक्करण प्राप्त किए जा सकते हैं। झिल्ली के प्रकार के आधार पर, कुछ अलग-अलग पदार्थों या पदार्थ मिश्रणों का चयनात्मक पृथक्करण संभव है। महत्वपूर्ण तकनीकी अनुप्रयोगों में रिवर्स ऑस्मोसिस द्वारा पेयजल का उत्पादन शामिल है। अपशिष्ट जल उपचार में, झिल्ली प्रौद्योगिकी तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है। अपशिष्ट जल से कोलॉइड और मैक्रोमोलेक्यूल्स को हटाने में अल्ट्रा/माइक्रोफिल्ट्रेशन बहुत प्रभावी हो सकता है। यदि अपशिष्ट जल को संवेदनशील जल में छोड़ा जाता है, विशेष रूप से संपर्क जल खेलों और मनोरंजन के लिए नामित किया जाता है, तो इसकी आवश्यकता होती है। बाजार का लगभग आधा हिस्सा हेमोडायलिसिस द्वारा विषाक्त पदार्थों को हटाने के लिए कृत्रिम गुर्दे और रक्त में ऑक्सीजन की बुलबुला-मुक्त आपूर्ति के लिए कृत्रिम फेफड़े जैसे चिकित्सा अनुप्रयोगों में है। पर्यावरण संरक्षण (नैनो-मेम-प्रो आई. पी. पी. सी. डेटाबेस) के क्षेत्र में झिल्ली प्रौद्योगिकी का महत्व बढ़ रहा है। आधुनिक ऊर्जा पुनर्प्राप्ति तकनीकों में भी, झिल्ली का तेजी से उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए ईंधन कोशिकाओं और परासरण ऊर्जा संयंत्रों में। द्रव्यमान स्थानांतरण झिल्ली के माध्यम से द्रव्यमान हस्तांतरण के लिए दो बुनियादी मॉडलों को अलग किया जा सकता हैः समाधान-प्रसार मॉडल और हाइड्रोडायनामिक मॉडल। वास्तविक झिल्ली में, ये दोनों परिवहन तंत्र निश्चित रूप से साथ-साथ होते हैं, विशेष रूप से अति-निस्पंदन के दौरान। समाधान-प्रसार मॉडल समाधान-प्रसार मॉडल में, परिवहन केवल प्रसार द्वारा होता है। जिस घटक को ले जाने की आवश्यकता है, उसे पहले झिल्ली में भंग किया जाना चाहिए। समाधान-प्रसार मॉडल का सामान्य दृष्टिकोण यह मान लेना है कि फ़ीड और पारगम्य तरल पदार्थों की रासायनिक क्षमता आसन्न झिल्ली सतहों के साथ संतुलन में है जैसे कि द्रव और झिल्ली चरणों में रासायनिक क्षमता के लिए उपयुक्त अभिव्यक्तियों को समाधान-झिल्ली इंटरफेस पर समान किया जा सकता है। यह सिद्धांत प्राकृतिक छिद्रों के बिना घनी झिल्ली के लिए अधिक महत्वपूर्ण है जैसे कि रिवर्स ऑस्मोसिस और ईंधन कोशिकाओं में उपयोग किया जाता है। निस्पंदन प्रक्रिया के दौरान झिल्ली पर एक सीमा परत बनती है। यह सांद्रता प्रवणता अणुओं द्वारा बनाई जाती है जो झिल्ली से नहीं गुजर सकते हैं। प्रभाव को सांद्रता ध्रुवीकरण के रूप में संदर्भित किया जाता है और निस्पंदन के दौरान होने से ट्रांस-मेम्ब्रेन प्रवाह (फ्लक्स) में कमी आती है। एकाग्रता ध्रुवीकरण, सिद्धांत रूप में, झिल्ली को साफ करके प्रतिवर्ती है जिसके परिणामस्वरूप प्रारंभिक प्रवाह लगभग पूरी तरह से बहाल हो जाता है। झिल्ली में एक स्पर्शरेखा प्रवाह (पार-प्रवाह निस्पंदन) का उपयोग करने से एकाग्रता ध्रुवीकरण को भी कम किया जा सकता है। हाइड्रोडायनामिक मॉडल छिद्रों के माध्यम से परिवहन-सबसे सरल मामले में-संवहनी रूप से किया जाता है। इसके लिए छिद्रों का आकार दो अलग-अलग घटकों के व्यास से छोटा होना आवश्यक है। इस सिद्धांत के अनुसार कार्य करने वाले झिल्ली का उपयोग मुख्य रूप से सूक्ष्म और अति-निस्पंदन में किया जाता है। इनका उपयोग मैक्रोमोलेक्यूल्स को घोल से अलग करने, कोलॉइड को फैलाव से अलग करने या बैक्टीरिया को हटाने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, बनाए गए कण या अणु झिल्ली पर एक गूदेदार द्रव्यमान (फिल्टर केक) बनाते हैं, और झिल्ली का यह अवरोध निस्पंदन में बाधा डालता है। इस अवरोध को पार-प्रवाह विधि (पार-प्रवाह निस्पंदन) के उपयोग से कम किया जा सकता है। यहाँ, फ़िल्टर किया जाने वाला तरल झिल्ली के सामने की ओर बहता है और झिल्ली के आगे और पीछे के बीच के दबाव अंतर से अलग होता है और आगे की ओर प्रतिधारण (प्रवाहित सांद्र) और पीछे की ओर पारगमन (निस्पंदन) होता है। सामने की ओर स्पर्शरेखा प्रवाह एक कतरनी तनाव पैदा करता है जो फिल्टर केक को तोड़ता है और अशुद्धि को कम करता है। झिल्ली के संचालन ऑपरेशन के प्रेरक बल के अनुसार, यह अंतर करना संभव हैः दबाव-संचालित संचालन माइक्रोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन नैनोफिल्ट्रेशन रिवर्स ऑस्मोसिस गैस पृथक्करण एकाग्रता संचालित संचालन डायलिसिस परवापरेशन फॉरवर्ड ऑस्मोसिस एक विद्युत संभावित ढाल इलेक्ट्रोडायलिसिस झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस में कृत्रिम फेफड़े के संचालन जैसे। क्लोराल्केलिन प्रक्रिया इलेक्ट्रोड आयनीकरण इलेक्ट्रो निस्पंदन ईंधन कोशिका एक तापमान ढाल झिल्ली आसवन में संचालन झिल्ली आकार और प्रवाह ज्यामिति झिल्ली प्रक्रियाओं के दो मुख्य प्रवाह विन्यास हैंः क्रॉस-फ्लो (या स्पर्शरेखा प्रवाह) और डेड-एंड निस्पंदन। पार-प्रवाह निस्पंदन में फ़ीड प्रवाह झिल्ली की सतह के लिए स्पर्शरेखा है, प्रतिधारण को उसी तरफ से आगे नीचे की ओर हटा दिया जाता है, जबकि पारगम्य प्रवाह को दूसरी तरफ ट्रैक किया जाता है। डेड-एंड निस्पंदन में, झिल्ली की सतह पर द्रव प्रवाह की दिशा सामान्य होती है। दोनों प्रवाह ज्यामिति कुछ फायदे और नुकसान प्रदान करती हैं। आम तौर पर, प्रयोगशाला पैमाने पर व्यवहार्यता अध्ययन के लिए डेड-एंड निस्पंदन का उपयोग किया जाता है। डेड-एंड झिल्ली को बनाना अपेक्षाकृत आसान होता है जिससे पृथक्करण प्रक्रिया की लागत कम हो जाती है। डेड-एंड झिल्ली पृथक्करण प्रक्रिया को लागू करना आसान है और प्रक्रिया आमतौर पर क्रॉस-फ्लो झिल्ली निस्पंदन की तुलना में सस्ती होती है। डेड-एंड निस्पंदन प्रक्रिया आमतौर पर एक बैच-प्रकार की प्रक्रिया होती है, जहां फ़िल्टरिंग घोल को झिल्ली उपकरण में लोड किया जाता है (या धीरे-धीरे खिलाया जाता है), जो तब प्रेरक बल के अधीन कुछ कणों को पारित करने की अनुमति देता है। डेड-एंड निस्पंदन का मुख्य नुकसान व्यापक झिल्ली अशुद्धता और एकाग्रता ध्रुवीकरण है। फाउलिंग आमतौर पर उच्च ड्राइविंग बलों पर तेजी से प्रेरित होती है। एक फ़ीड विलयन में झिल्ली अशुद्धता और कण प्रतिधारण भी एक सांद्रता प्रवणता और कण पश्चप्रवाह (सांद्रता ध्रुवीकरण) का निर्माण करता है। स्पर्शरेखा प्रवाह उपकरण अधिक लागत वाले और श्रम-गहन होते हैं, लेकिन वे व्यापक प्रभावों और गुजरने वाले प्रवाह की उच्च कतरनी दरों के कारण अशुद्ध होने के प्रति कम संवेदनशील होते हैं। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले सिंथेटिक झिल्ली उपकरण (मॉड्यूल) फ्लैट शीट/प्लेट, सर्पिल घाव और खोखले रेशे हैं। फ्लैट प्लेटों का निर्माण आमतौर पर गोलाकार पतली फ्लैट झिल्ली सतहों के रूप में किया जाता है जिनका उपयोग डेड-एंड ज्यामिति मॉड्यूल में किया जाता है। सर्पिल घावों का निर्माण समान सपाट झिल्ली से किया जाता है लेकिन एक "पॉकेट" के रूप में जिसमें दो झिल्ली की चादरें होती हैं जो एक अत्यधिक छिद्रपूर्ण समर्थन प्लेट द्वारा अलग की जाती हैं। फिर एक स्पर्शरेखा प्रवाह ज्यामिति बनाने और झिल्ली की अशुद्धि को कम करने के लिए ऐसे कई जेबों को एक नली के चारों ओर घाव किया जाता है। खोखले फाइबर मॉड्यूल में घने त्वचा पृथक्करण परतों के साथ आत्म-सहायक फाइबर की एक असेंबली होती है, और एक अधिक खुला मैट्रिक्स दबाव प्रवणता का सामना करने और संरचनात्मक अखंडता बनाए रखने में मदद करता है। खोखले फाइबर मॉड्यूल में 200 से 2500 माइक्रोन व्यास तक के 10,000 फाइबर हो सकते हैं; खोखले फाइबर मॉड्यूल का मुख्य लाभ एक संलग्न मात्रा के भीतर बहुत बड़ा सतह क्षेत्र है, जो पृथक्करण प्रक्रिया की दक्षता को बढ़ाता है। डिस्क ट्यूब मॉड्यूल एक क्रॉस-फ्लो ज्यामिति का उपयोग करता है और इसमें एक दबाव ट्यूब और हाइड्रोलिक डिस्क होते हैं, जो एक केंद्रीय तनाव छड़ द्वारा पकड़े जाते हैं, और झिल्ली कुशन जो दो डिस्क के बीच होते हैं। झिल्ली प्रदर्शन और शासी समीकरण एक लक्षित पृथक्करण प्रक्रिया के लिए सिंथेटिक झिल्ली का चयन आमतौर पर कुछ आवश्यकताओं पर आधारित होता है। झिल्ली को बड़ी मात्रा में फीड स्ट्रीम को संसाधित करने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान हस्तांतरण क्षेत्र प्रदान करना पड़ता है। चयनित झिल्ली में कुछ कणों के लिए उच्च चयनात्मकता (अस्वीकृति) गुण होने चाहिए; इसे अशुद्धता का विरोध करना चाहिए और उच्च यांत्रिक स्थिरता होनी चाहिए। इसे पुनः उत्पन्न करने योग्य और कम विनिर्माण लागत वाली होने की भी आवश्यकता है। स्थिर दबाव ड्रॉप पर डेड-एंड निस्पंदन के लिए मुख्य मॉडलिंग समीकरण डार्सी के नियम द्वारा दर्शाया जाता हैः जहां Vp और Q क्रमशः पारगम्य का आयतन और इसकी आयतन प्रवाह दर (फ़ीड प्रवाह की समान विशेषताओं के समानुपाती) हैं, μ पारगम्य द्रव की गतिशील चिपचिपाहट है, A झिल्ली क्षेत्र है, Rm और R झिल्ली के संबंधित प्रतिरोध और फाउलेंट के बढ़ते जमा हैं। आर. एम. की व्याख्या विलायक (जल) पारगमन के लिए झिल्ली प्रतिरोध के रूप में की जा सकती है। यह प्रतिरोध एक झिल्ली आंतरिक गुण है और इसके काफी स्थिर और प्रेरक बल, Δp से स्वतंत्र होने की उम्मीद है। आर झिल्ली फाउलेंट के प्रकार, फ़िल्टरिंग घोल में इसकी सांद्रता और फाउलेंट-झिल्ली अंतःक्रियाओं की प्रकृति से संबंधित है। डार्सी का नियम दी गई स्थितियों में लक्षित पृथक्करण के लिए झिल्ली क्षेत्र की गणना करने की अनुमति देता है। विलेय छानने के गुणांक को समीकरण द्वारा परिभाषित किया जाता हैः जहाँ सी. एफ. और सी. पी. क्रमशः फ़ीड और पारगम्यता में विलेय सांद्रता हैं। हाइड्रोलिक पारगम्यता को प्रतिरोध के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है और इसे समीकरण द्वारा दर्शाया जाता हैः जहाँ J पारगम्य प्रवाह है जो झिल्ली क्षेत्र की प्रति इकाई आयतन प्रवाह दर है। सॉल्यूट सीविंग गुणांक और हाइड्रोलिक पारगम्यता सिंथेटिक झिल्ली प्रदर्शन के त्वरित मूल्यांकन की अनुमति देते हैं। झिल्ली पृथक्करण प्रक्रिया झिल्ली पृथक्करण प्रक्रिया की पृथक्करण उद्योग में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका है। फिर भी, उन्हें 1970 के दशक के मध्य तक तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण नहीं माना जाता था। झिल्ली पृथक्करण प्रक्रियाएँ पृथक्करण तंत्र और पृथक्कृत कणों के आकार के आधार पर भिन्न होती हैं। व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली झिल्ली प्रक्रियाओं में सूक्ष्म निस्पंदन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन, नैनोफिल्ट्रेशन, रिवर्स ऑस्मोसिस, इलेक्ट्रोलिसिस, डायलिसिस, इलेक्ट्रोडायलिसिस, गैस पृथक्करण, वाष्प पारगमन, वाष्पीकरण, झिल्ली आसवन और झिल्ली संपर्क शामिल हैं। वाष्पीकरण को छोड़कर सभी प्रक्रियाओं में कोई चरण परिवर्तन शामिल नहीं है। इलेक्ट्रोडायलिसिस को छोड़कर सभी प्रक्रियाएँ दबाव संचालित होती हैं। माइक्रोफिल्ट्रेशन और अल्ट्राफिल्ट्रेशन का व्यापक रूप से खाद्य और पेय प्रसंस्करण (बीयर माइक्रोफिल्ट्रेशन, सेब के रस अल्ट्राफिल्ट्रेशन), जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों और दवा उद्योग (एंटीबायोटिक उत्पादन, प्रोटीन शुद्धिकरण), जल शुद्धिकरण और अपशिष्ट जल उपचार, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग और अन्य में उपयोग किया जाता है। नैनोफिल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली का उपयोग मुख्य रूप से जल शोधन उद्देश्यों के लिए किया जाता है। घने झिल्ली का उपयोग गैस पृथक्करण (प्राकृतिक गैस से CO2 को हटाने, हवा से N2 को अलग करने, हवा या नाइट्रोजन धारा से कार्बनिक वाष्प को हटाने) और कभी-कभी झिल्ली आसवन में किया जाता है। बाद की प्रक्रिया आसवन प्रक्रियाओं की लागत को कम करने में एज़ोट्रोपिक संरचनाओं को अलग करने में मदद करती है। छिद्र आकार और चयनात्मकता तकनीकी झिल्ली के छिद्र आकार निर्माता के आधार पर अलग-अलग निर्दिष्ट किए जाते हैं। एक सामान्य अंतर नाममात्र के छिद्र के आकार से है। यह अधिकतम छिद्र आकार वितरण का वर्णन करता है और झिल्ली की प्रतिधारण क्षमता के बारे में केवल अस्पष्ट जानकारी देता है। झिल्ली की बहिष्करण सीमा या "कट-ऑफ" को आमतौर पर एनएमडब्ल्यूसी (नाममात्र आणविक भार कटौती, या एमडब्ल्यूसीओ, आणविक भार कटौती, डाल्टन में इकाइयों के साथ) के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है। इसे एक गोलाकार अणु के न्यूनतम आणविक भार के रूप में परिभाषित किया गया है जिसे झिल्ली द्वारा 90 प्रतिशत तक बनाए रखा जाता है। कट-ऑफ, विधि के आधार पर, तथाकथित डी 90 में परिवर्तित किया जा सकता है, जिसे फिर एक मीट्रिक इकाई में व्यक्त किया जाता है। व्यवहार में झिल्ली का एम. डब्ल्यू. सी. ओ. अणु के आणविक भार से कम से कम 20 प्रतिशत कम होना चाहिए जिसे अलग किया जाना है। ट्रैक नक़्क़ाशी अभ्रक झिल्ली का उपयोग करके बेक और शुल्ट्ज़ ने प्रदर्शित किया कि छिद्रों में अणुओं के बाधित प्रसार को रैंकिन समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है। फ़िल्टर झिल्ली को छिद्र आकार के अनुसार चार वर्गों में विभाजित किया जाता हैः झिल्ली छिद्रों का रूप और आकार निर्माण प्रक्रिया पर अत्यधिक निर्भर करता है और अक्सर निर्दिष्ट करना मुश्किल होता है। इसलिए, लक्षण वर्णन के लिए, परीक्षण निस्पंदन किए जाते हैं और छिद्र व्यास सबसे छोटे कणों के व्यास को संदर्भित करता है जो झिल्ली से नहीं गुजर सकते थे। अस्वीकृति को विभिन्न तरीकों से निर्धारित किया जा सकता है और छिद्र के आकार का एक अप्रत्यक्ष माप प्रदान करता है। एक संभावना मैक्रोमोलेक्यूल्स (अक्सर डेक्सट्रान, पॉलीइथिलीन ग्लाइकोल या एल्बुमिन) का निस्पंदन है, दूसरा जेल पारगमन क्रोमैटोग्राफी द्वारा कट-ऑफ का माप है। इन विधियों का उपयोग मुख्य रूप से अल्ट्राफिल्ट्रेशन अनुप्रयोगों के लिए झिल्ली को मापने के लिए किया जाता है। एक अन्य परीक्षण विधि परिभाषित आकार वाले कणों का निस्पंदन और कण साइज़र के साथ या लेजर प्रेरित ब्रेकडाउन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एल. आई. बी. एस.) द्वारा उनका माप है। डेक्सट्रान नीले या अन्य रंगीन अणुओं की अस्वीकृति को मापना एक ज्वलंत लक्षण वर्णन है। बैक्टीरियोफेज और बैक्टीरिया का प्रतिधारण, तथाकथित "बैक्टीरिया चैलेंज टेस्ट", भी छिद्र के आकार के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है। छिद्र व्यास निर्धारित करने के लिए, भौतिक विधियों जैसे पोरोसीमीटर (पारा, तरल-तरल पोरोसीमीटर और बबल पॉइंट टेस्ट) का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन छिद्रों का एक निश्चित रूप (जैसे बेलनाकार या संयुग्मित गोलाकार छेद) माना जाता है। इस तरह की विधियों का उपयोग झिल्ली के लिए किया जाता है जिनकी छिद्र ज्यामिति आदर्श से मेल नहीं खाती है, और हमें "नाममात्र" छिद्र व्यास मिलता है, जो झिल्ली की विशेषता है, लेकिन आवश्यक रूप से इसके वास्तविक निस्पंदन व्यवहार और चयनात्मकता को प्रतिबिंबित नहीं करता है। चयनशीलता छिद्र के आकार के अलावा पृथक्करण प्रक्रिया, झिल्ली की संरचना और इसके विद्युत रासायनिक गुणों पर अत्यधिक निर्भर है। उच्च चयनात्मकता के साथ, आइसोटोप को परमाणु इंजीनियरिंग में समृद्ध (यूरेनियम संवर्धन) किया जा सकता है या नाइट्रोजन जैसी औद्योगिक गैसों को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है (गैस पृथक्करण)। आदर्श रूप से, यहाँ तक कि रेसमिक्स को भी एक उपयुक्त झिल्ली से समृद्ध किया जा सकता है। झिल्ली का चयन करते समय चयनशीलता को उच्च पारगम्यता पर प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि कम प्रवाह को एक मॉड्यूलर संरचना के साथ फ़िल्टर सतह को बढ़ाकर आसानी से ऑफसेट किया जा सकता है। गैस चरण निस्पंदन में विभिन्न निक्षेपण तंत्र सक्रिय होते हैं, ताकि झिल्ली के छिद्र आकार से नीचे के आकार वाले कणों को भी बनाए रखा जा सके। झिल्ली वर्गीकरण जैव-झिल्ली को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है, सिंथेटिक झिल्ली और प्राकृतिक झिल्ली। सिंथेटिक झिल्ली को आगे कार्बनिक और अकार्बनिक झिल्ली में वर्गीकृत किया जाता है। कार्बनिक झिल्ली उप वर्गीकृत पॉलीमेरिक झिल्ली और अकार्बनिक झिल्ली उप वर्गीकृत सिरेमिक पॉलिमर। बायोमास झिल्ली का संश्लेषण मिश्रित बायोमास झिल्ली ग्रीन मेम्ब्रेन या बायो-मेम्ब्रेन संश्लेषण संरक्षित वातावरण का समाधान है जिसमें काफी हद तक व्यापक प्रदर्शन होता है। बायोमास का उपयोग सक्रिय कार्बन नैनोपार्टिकल्स के रूप में किया जाता है, जैसे सेल्युलोज आधारित बायोमास नारियल के खोल, हेज़लनट के खोल, अखरोट के खोल, मकई के डंठल के कृषि अपशिष्ट आदि का उपयोग करना। जो सतह की हाइड्रोफिलिसिटी, बड़े छिद्र आकार, अधिक से अधिक सतह की खुरदरापन में सुधार करते हैं, इसलिए झिल्ली के पृथक्करण और एंटी-फाउलिंग प्रदर्शन में भी एक साथ सुधार किया जाता है। शुद्ध बायोमास आधारित झिल्ली का निर्माण एक बायोमास आधारित झिल्ली पौधे के तंतु जैसे कार्बनिक पदार्थों से बनी झिल्ली है। इन झिल्लियों का उपयोग अक्सर जल निस्पंदन और अपशिष्ट जल उपचार अनुप्रयोगों में किया जाता है। शुद्ध बायोमास-आधारित झिल्ली का निर्माण एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें कई चरण शामिल हैं। पहला कदम कार्बनिक पदार्थों का घोल बनाना है। इस घोल को फिर एक सब्सट्रेट पर डाला जाता है, जैसे कि कांच या धातु की प्लेट। कास्ट को फिर सुखाया जाता है, और इसके बाद परिणामी झिल्ली को इसके गुणों में सुधार के लिए रासायनिक या गर्मी उपचार जैसे कई उपचारों के अधीन किया जाता है। बायोमास-आधारित झिल्ली के निर्माण में चुनौतियों में से एक वांछित गुणों के साथ एक झिल्ली बनाना है। प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले उपकरण और उपकरण झिल्ली संश्लेषण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की सूची इस प्रकार हैः सेंट्रीफ्यूज कास्टिंग मशीन प्लेन कास्टिंग ग्लास मैग्नेटिक स्टिरर ग्लास वेयरः बीकर, मापने वाले सिलेंडर, फ्लास्क आदि। ओवन मोर्टार और पेस्टल झिल्ली विशेषता झिल्ली के कास्टिंग और संश्लेषण के बाद झिल्ली मापदंडों, जैसे छिद्र आकार, कार्य समूह, सामग्री गुणों आदि के बारे में अधिक जानकारी जानने के लिए तैयार झिल्ली को चिह्नित करने की आवश्यकता होती है। झिल्ली के गुणों को जानना महत्वपूर्ण है ताकि हम एक कण प्रदूषक को हटाने और उसका इलाज करने में सक्षम हों, जो पर्यावरण में प्रदूषण का कारण बनता है। लक्षण वर्णन के लिए निम्नलिखित विभिन्न उपकरणों का उपयोग किया जाता हैः स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एस. ई. एम.) संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (टी. ई. एम.) फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफ. टी. आई. आर.) एक्स-रे विवर्तन (एक्स. आर. डी.) तरल-तरल विस्थापन पोरोसिमेट्री (एल. एल. डी. पी.) बायोमास झिल्ली अनुप्रयोग जल उपचार कोई भी प्रक्रिया है जो पानी की गुणवत्ता में सुधार करती है ताकि इसे एक विशिष्ट अंतिम उपयोग के लिए अधिक स्वीकार्य बनाया जा सके। झिल्ली का उपयोग आकार बहिष्करण या आवेश पृथक्करण द्वारा पानी से कणों को हटाने के लिए किया जा सकता है। आकार बहिष्करण में, झिल्ली में छिद्र इस तरह के आकार के होते हैं कि केवल छिद्रों से छोटे कण ही गुजर सकते हैं। झिल्ली में छिद्र इस तरह के आकार के होते हैं कि केवल पानी के अणु ही गुजर सकते हैं, जिससे घुलनशील दूषित पदार्थ पीछे रह जाते हैं। गैस पृथक्करण गैस पृथक्करण में झिल्ली का उपयोग, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड (), नाइट्रोजन ऑक्साइड (), सल्फर ऑक्साइड (), पर्यावरण की रक्षा के लिए हानिकारक गैसों को हटाया जा सकता है। बायोमास झिल्ली गैस पृथक्करण वाणिज्यिक झिल्ली की तुलना में अधिक प्रभावी है। हेमोडायलिसिस में हेमोडायलिसिस झिल्ली अनुप्रयोग रक्त से अपशिष्ट उत्पादों और अतिरिक्त तरल पदार्थों को हटाने के लिए एक अर्धपारगम्य झिल्ली का उपयोग करने की एक प्रक्रिया है। कण निक्षेपण कृत्रिम झिल्ली टिप्पणियाँ संदर्भ ओसाडा, वाई., नाकागावा, टी., झिल्ली विज्ञान और प्रौद्योगिकी, न्यूयॉर्कः मार्सेल डेकर, इंक, 1992 भी देखें। ज़मान, लियोस जे., ज़ाइडनी, एंड्रयू एल., माइक्रोफिल्ट्रेशन एंड अल्ट्राफ़िट्रेशन, प्रिंसिपल्स एंड एप्लीकेशन., न्यूयॉर्कः मार्सेल डेकर, इंक., 1996। मुल्डर एम., बेसिक प्रिंसिपल्स ऑफ मेम्ब्रेन टेक्नोलॉजी, क्लूवर अकादमिक पब्लिशर्स, नीदरलैंड, 1996। जॉर्निट्ज़, माइक डब्ल्यू., स्टेराइल फिल्टरेशन, स्प्रिंगर, जर्मनी, 2006 वैन रीस आर., ज़ाइडनी ए. बायोप्रोसेस झिल्ली प्रौद्योगिकी। जे मेम साइ। 297 (2007): 16-50। टेम्पलिन टी., जॉनसन डी., सिंह 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