Membrane technology
மெம்ப்ரேன் தொழில்நுட்பம் சவ்வுகளின் கட்டுமானம் மற்றும் பயன்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் அறிவியல் செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது. ஊடகங்களுக்கு இடையில் பொருட்களின் போக்குவரத்து அல்லது நிராகரிப்பு மற்றும் வாயு மற்றும் திரவ நீரோடைகளின் இயந்திரப் பிரிப்பு ஆகியவற்றை எளிதாக்க மெம்ப்ரேன்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எளிமையான வழக்கில், தீங்கு விளைவிக்கும் நுண்ணுயிரிகள் போன்ற விரும்பத்தகாத பொருளின் விட்டத்தை விட சவ்வின் துளைகள் சிறியதாக இருக்கும்போது வடிகட்டுதல் அடையப்படுகிறது. நீர் சுத்திகரிப்பு, இரசாயன மற்றும் உலோக பதப்படுத்துதல், மருந்துகள், உயிரி தொழில்நுட்பம், உணவுத் தொழில், சுற்றுச்சூழல் மாசுபடுத்திகளை அகற்றுதல் போன்ற தொழில்களில் மெம்பிரேன் தொழில்நுட்பம் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சவ்வு கட்டமைப்பிற்குப் பிறகு, முன்கூட்டியே தீர்மானிக்க கடினமாக இருக்கும் துளைகளின் அளவு, செயல்பாட்டுக் குழு, பொருள் பண்புகள் போன்ற அதன் அளவுருக்களைப் பற்றி மேலும் அறிய தயாரிக்கப்பட்ட சவ்வை வகைப்படுத்த வேண்டிய அவசியம் உள்ளது. இந்த செயல்பாட்டில், ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி, டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி, ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் இன்ஃப்ராரெட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, எக்ஸ்ரே சிதைவு மற்றும் திரவ-திரவ இடப்பெயர்ச்சி போரோசிமெட்ரி போன்ற கருவிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அறிமுக மெம்பிரேன் தொழில்நுட்பம் அரை ஊடுருவக்கூடிய சவ்வுகளின் உதவியுடன் இரண்டு பின்னங்களுக்கு இடையில் பொருட்களை கொண்டு செல்வதற்கான அனைத்து பொறியியல் அணுகுமுறைகளையும் உள்ளடக்கியது. பொதுவாக, வாயு அல்லது திரவ நீரோடைகளைப் பிரிப்பதற்கான இயந்திரப் பிரிப்பு செயல்முறைகள் சவ்வு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. சமீப ஆண்டுகளில், உறிஞ்சுதல், ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் சவ்வு பிரிப்பு போன்ற சுற்றுச்சூழல் மாசுபடுத்திகளை அகற்ற பல்வேறு முறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. காற்று மாசுபாடு, கழிவு நீர் மாசுபாடு போன்ற பல்வேறு மாசுபாடுகள் சுற்றுச்சூழலில் ஏற்படுகின்றன. 70 சதவீதத்திற்கும் அதிகமான சுற்றுச்சூழல் மாசுபாடு தொழிற்சாலைகளால் ஏற்படுவதால், தொழில்துறை மாசுபாட்டைத் தடுக்க தொழில்துறை தேவையின்படி. காற்று மாசு கட்டுப்பாடு மற்றும் தடுப்புச் சட்டம் 1981 இன் அரசாங்க விதிகளைப் பின்பற்றுவதும், சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும் இரசாயன வெளியீட்டைப் பராமரிப்பதும் தடுப்பதும் அவர்களின் பொறுப்பாகும். தடுப்பு மற்றும் பாதுகாப்பு செயல்முறைகளைச் செய்வதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளுங்கள், அதன் பிறகு தொழில்துறைகள் தங்கள் கழிவுகளை சுற்றுச்சூழலில் வெளியிட முடியும். பயோமாஸ் அடிப்படையிலான மெம்பிரேன் தொழில்நுட்பம் மாசுபடுத்திகளை அகற்றும் ஆயுதமாக பயன்படுத்த மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும், ஏனெனில் இது குறைந்த செலவு, அதிக செயல்திறன் மற்றும் இரண்டாம் நிலை மாசுபடுத்திகளின் பற்றாக்குறை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. பொதுவாக பாலிசல்போன், பாலிவினைலிடின் ஃவுளூரைடு மற்றும் பாலிப்ரொப்பிலீன் ஆகியவை சவ்வு தயாரிப்பு செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த சவ்வு பொருட்கள் புதுப்பிக்க முடியாதவை மற்றும் உயிரியல் சிதைக்க முடியாதவை, அவை தீங்கு விளைவிக்கும் சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டை உருவாக்குகின்றன. சுற்றுச்சூழல் மாசுபாட்டைத் தவிர்க்கும் சூழல் நட்பு சவ்வை ஒருங்கிணைக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு தீர்வைக் கண்டுபிடிக்க முயற்சிக்கின்றனர். பயோமாஸ் அடிப்படையிலான சவ்வு தொகுப்பு போன்ற இயற்கையாக கிடைக்கக்கூடிய பொருட்களின் உதவியுடன் உயிரியல் சிதைக்கக்கூடிய பொருளின் தொகுப்பு மாசுபடுத்திகளை அகற்ற பயன்படுத்தப்படலாம். மெம்பரேன் கண்ணோட்டம் மெம்பரேன் பிரிப்பு செயல்முறைகள் வெப்பம் இல்லாமல் செயல்படுகின்றன, எனவே வடிகட்டுதல், பதங்கமாதல் அல்லது படிகமாக்கல் போன்ற வழக்கமான வெப்ப பிரிப்பு செயல்முறைகளை விட குறைந்த ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன. பிரிப்பு செயல்முறை முற்றிலும் இயற்பியல் மற்றும் இரண்டு பின்னங்களும் (ஊடுருவும் மற்றும் தக்கவைத்தல்) பயனுள்ள தயாரிப்புகளாகப் பெறப்படலாம். சவ்வு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி குளிர் பிரிப்பது உணவு தொழில்நுட்பம், உயிரி தொழில்நுட்பம் மற்றும் மருந்துத் தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும், சவ்வுகளைப் பயன்படுத்துவது வெப்பப் பிரிப்பு முறைகளைப் பயன்படுத்தி சாத்தியமற்ற பிரிப்புகளைச் செய்ய உதவுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, வடிகட்டுதல் அல்லது மறு படிகமாக்கல் மூலம் ஐசோமார்பிக் படிகங்களை உருவாக்கும் அஜியோட்ரோபிக் திரவங்கள் அல்லது கரைப்பான்களின் கூறுகளை பிரிப்பது சாத்தியமற்றது, ஆனால் அத்தகைய பிரிப்புகளை சவ்வு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி அடைய முடியும். சவ்வின் வகையைப் பொறுத்து, சில தனிப்பட்ட பொருட்கள் அல்லது பொருள் கலவைகளின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பிரிப்பு சாத்தியமாகும். முக்கிய தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளில் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மூலம் குடிநீர் உற்பத்தி அடங்கும். கழிவு நீர் சுத்திகரிப்பில், சவ்வு தொழில்நுட்பம் பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. கழிவுநீரில் இருந்து கொலாய்டுகள் மற்றும் மேக்ரோ மூலக்கூறுகளை அகற்றுவதில் அல்ட்ரா/மைக்ரோஃபில்ட்ரேஷன் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். குறிப்பாக தொடர்பு நீர் விளையாட்டுகள் மற்றும் பொழுதுபோக்கிற்காக நியமிக்கப்பட்ட தண்ணீருக்குள் கழிவுநீர் வெளியேற்றப்பட்டால் இது தேவைப்படுகிறது. சந்தையில் பாதி ஹெமோடையாலிசிஸ் மூலம் நச்சு பொருட்களை அகற்ற செயற்கை சிறுநீரகங்கள் மற்றும் இரத்தத்தில் குமிழி இல்லாத ஆக்ஸிஜனை வழங்குவதற்கான செயற்கை நுரையீரல் போன்ற மருத்துவ பயன்பாடுகளில் உள்ளது. சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்புத் துறையில் (நானோ-மெம்-ப்ரோ ஐ. பி. பி. சி தரவுத்தளம்) சவ்வு தொழில்நுட்பத்தின் முக்கியத்துவம் அதிகரித்து வருகிறது. நவீன ஆற்றல் மீட்பு நுட்பங்களில் கூட, சவ்வுகள் பெருகிய முறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக எரிபொருள் செல்கள் மற்றும் ஆஸ்மோடிக் மின் நிலையங்களில். சவ்வு வழியாக வெகுஜன பரிமாற்றத்திற்கு இரண்டு அடிப்படை மாதிரிகள் வேறுபடுத்தப்படலாம்ஃ கரைசல்-பரவல் மாதிரி மற்றும் ஹைட்ரோடினமிக் மாதிரி. உண்மையான சவ்வுகளில், இந்த இரண்டு போக்குவரத்து வழிமுறைகளும் நிச்சயமாக அருகருகே நிகழ்கின்றன, குறிப்பாக அல்ட்ரா-வடிகட்டலின் போது. கரைசல்-பரவல் மாதிரியில், போக்குவரத்து பரவுவதன் மூலம் மட்டுமே நிகழ்கிறது. கொண்டு செல்லப்பட வேண்டிய கூறு முதலில் சவ்வில் கரைக்கப்பட வேண்டும். கரைசல்-பரவல் மாதிரியின் பொதுவான அணுகுமுறை என்னவென்றால், ஊட்டத்தின் இரசாயன ஆற்றல் மற்றும் ஊடுருவும் திரவங்கள் அருகிலுள்ள சவ்வு மேற்பரப்புகளுடன் சமநிலையில் உள்ளன என்று கருதுவதாகும், இதனால் திரவம் மற்றும் சவ்வு கட்டங்களில் உள்ள இரசாயன ஆற்றலுக்கான பொருத்தமான வெளிப்பாடுகளை கரைசல்-சவ்வு இடைமுகத்தில் சமன் செய்யலாம். தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் மற்றும் எரிபொருள் செல்களில் பயன்படுத்தப்படும் இயற்கையான துளைகள் இல்லாத அடர்த்தியான சவ்வுகளுக்கு இந்த கொள்கை மிகவும் முக்கியமானது. வடிகட்டுதல் செயல்பாட்டின் போது சவ்வில் ஒரு எல்லை அடுக்கு உருவாகிறது. இந்த செறிவு சாய்வு சவ்வு வழியாக செல்ல முடியாத மூலக்கூறுகளால் உருவாக்கப்படுகிறது. இந்த விளைவு செறிவு துருவமுனைப்பு என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, மேலும் வடிகட்டலின் போது நிகழ்கிறது, இது குறைக்கப்பட்ட டிரான்ஸ்-மெம்பரேன் ஓட்டத்திற்கு (ஃப்ளக்ஸ்) வழிவகுக்கிறது. செறிவு துருவமுனைப்பு, கொள்கையளவில், சவ்வை சுத்தம் செய்வதன் மூலம் மீளக்கூடியது, இதன் விளைவாக ஆரம்ப பாய்வு கிட்டத்தட்ட முழுமையாக மீட்டெடுக்கப்படுகிறது. சவ்வுக்கு ஒரு தொடுகோட்டு ஓட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது (குறுக்கு-ஓட்டம் வடிகட்டுதல்) செறிவு துருவமுனைப்பைக் குறைக்கும். ஹைட்ரோடைனமிக் மாதிரி துளைகள் வழியாக போக்குவரத்து-எளிமையான விஷயத்தில்-வெப்பச்சலன முறையில் செய்யப்படுகிறது. இதற்கு துளைகளின் அளவு இரண்டு தனித்தனி கூறுகளின் விட்டத்தை விட சிறியதாக இருக்க வேண்டும். இந்தக் கொள்கையின்படி செயல்படும் சவ்வுகள் முக்கியமாக மைக்ரோ மற்றும் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷனில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை பெரு மூலக்கூறுகளை கரைசல்களிலிருந்து பிரிக்கவும், கொலாய்டுகளை சிதறலிலிருந்து பிரிக்கவும் அல்லது பாக்டீரியாவை அகற்றவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த செயல்பாட்டின் போது, தக்கவைக்கப்பட்ட துகள்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் சவ்வில் ஒரு கூழ் வெகுஜனத்தை (வடிகட்டி கேக்) உருவாக்குகின்றன, மேலும் சவ்வின் இந்த அடைப்பு வடிகட்டலைத் தடுக்கிறது. குறுக்கு-ஓட்டம் முறையைப் (குறுக்கு-ஓட்டம் வடிகட்டுதல்) பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த அடைப்பைக் குறைக்கலாம். இங்கே, வடிகட்டப்பட வேண்டிய திரவம் சவ்வின் முன்புறத்தில் பாய்கிறது மற்றும் சவ்வின் முன் மற்றும் பின்புறத்திற்கு இடையிலான அழுத்த வேறுபாட்டால் பிரிக்கப்படுகிறது, முன்புறத்தில் தக்கவைக்கப்பட்ட (பாயும் செறிவு) மற்றும் பின்புறத்தில் ஊடுருவி (வடிகட்டுதல்). முன்புறத்தில் உள்ள தொடுகோடு ஓட்டம் ஒரு வெட்டு அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, இது வடிகட்டி கேக்கை உடைத்து கறைபடிதலைக் குறைக்கிறது. மெம்பரேன் செயல்பாடுகள் செயல்பாட்டின் உந்து சக்தியின் படி, வேறுபடுத்துவது சாத்தியமாகும்ஃ அழுத்தத்தால் இயக்கப்படும் செயல்பாடுகள் மைக்ரோஃபில்ட்ரேஷன் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன் நானோஃபில்ட்ரேஷன் ரிவர்ஸ் ஆஸ்மோசிஸ் வாயு பிரிப்பு செறிவு இயக்கப்படும் செயல்பாடுகள் டயாலிசிஸ் ஊடுருவல் முன்னோக்கி ஆஸ்மோசிஸ் செயற்கை நுரையீரல் செயல்பாடுகள் மின்சார சாத்தியமான சாய்வு எலக்ட்ரோடையாலிசிஸ் மெம்பரேன் மின்னாற்பகுப்பு எ. கா. குளோரால்கலைன் செயல்முறை மின்முனை அயனியாக்கம் மின் வடிகட்டுதல் எரிபொருள் செல் வெப்பநிலை சாய்வு சவ்வு வடிகட்டுதலில் செயல்பாடுகள் சவ்வு வடிவங்கள் மற்றும் ஓட்ட வடிவவியல்கள் சவ்வு செயல்முறைகளின் இரண்டு முக்கிய ஓட்ட உள்ளமைவுகள் உள்ளனஃ குறுக்கு-ஓட்டம் (அல்லது தொடுகோடு ஓட்டம்) மற்றும் டெட்-எண்ட் வடிகட்டல்கள். குறுக்கு-ஓட்டம் வடிகட்டுதலில் ஊட்ட ஓட்டம் சவ்வின் மேற்பரப்பில் தொடுகோடாக உள்ளது, தக்கவைக்கப்பட்ட அதே பக்கத்திலிருந்து மேலும் கீழ்நோக்கி அகற்றப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் ஊடுருவும் ஓட்டம் மறுபுறம் கண்காணிக்கப்படுகிறது. டெட்-எண்ட் வடிகட்டுதலில், திரவ ஓட்டத்தின் திசை சவ்வு மேற்பரப்புக்கு இயல்பானது. இரண்டு ஓட்ட வடிவவியல்களும் சில நன்மைகளையும் தீமைகளையும் வழங்குகின்றன. பொதுவாக, ஆய்வக அளவில் சாத்தியக்கூறு ஆய்வுகளுக்கு டெட்-எண்ட் வடிகட்டுதல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. டெட்-எண்ட் சவ்வுகளை உருவாக்குவது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது, இது பிரிப்பு செயல்முறையின் செலவைக் குறைக்கிறது. டெட்-எண்ட் மெம்பரேன் பிரிப்பு செயல்முறையை செயல்படுத்த எளிதானது மற்றும் இந்த செயல்முறை பொதுவாக குறுக்கு-ஓட்டம் மெம்பரேன் வடிகட்டலை விட மலிவானது. டெட்-எண்ட் வடிகட்டுதல் செயல்முறை பொதுவாக ஒரு தொகுதி-வகை செயல்முறையாகும், அங்கு வடிகட்டுதல் கரைசல் சவ்வு சாதனத்தில் ஏற்றப்படுகிறது (அல்லது மெதுவாக ஊட்டப்படுகிறது), இது உந்து சக்திக்கு உட்பட்ட சில துகள்களை கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது. டெட்-எண்ட் வடிகட்டலின் முக்கிய குறைபாடு விரிவான சவ்வு கறை மற்றும் செறிவு துருவமுனைப்பு ஆகும். கறை பொதுவாக அதிக ஓட்டுநர் சக்திகளில் வேகமாக தூண்டப்படுகிறது. ஒரு ஊட்டக் கரைசலில் சவ்வு கறை மற்றும் துகள் தக்கவைப்பு ஒரு செறிவு சாய்வுகள் மற்றும் துகள் பின்னோக்கி (செறிவு துருவமுனைப்பு) உருவாக்குகிறது. தொடுகோட்டு ஓட்ட சாதனங்கள் அதிக செலவு மற்றும் உழைப்பு மிகுந்தவை, ஆனால் அவை கடந்து செல்லும் ஓட்டத்தின் கடுமையான விளைவுகள் மற்றும் அதிக வெட்டு விகிதங்கள் காரணமாக கறைபடிந்ததற்கு எளிதில் பாதிக்கப்படுவதில்லை. தட்டையான தாள்கள்/தட்டுகள், சுழல் காயங்கள் மற்றும் வெற்று இழைகள் ஆகியவை பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் செயற்கை சவ்வு சாதனங்கள் (தொகுதிகள்) ஆகும். தட்டையான தட்டுகள் பொதுவாக வட்டமான மெல்லிய தட்டையான சவ்வு மேற்பரப்புகளாக கட்டப்படுகின்றன, அவை டெட்-எண்ட் வடிவியல் தொகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சுருள் காயங்கள் ஒத்த தட்டையான சவ்வுகளிலிருந்து கட்டப்படுகின்றன, ஆனால் இரண்டு சவ்வு தாள்களைக் கொண்ட ஒரு "பாக்கெட்" வடிவத்தில் மிகவும் நுண்ணிய ஆதரவு தட்டால் பிரிக்கப்படுகின்றன. அத்தகைய பல பாக்கெட்டுகள் பின்னர் ஒரு குழாயைச் சுற்றி ஒரு தொடுகோட்டு ஓட்ட வடிவவியலை உருவாக்கவும், சவ்வு கறைபடுவதைக் குறைக்கவும் செய்யப்படுகின்றன. ஹாலோ ஃபைபர் தொகுதிகள் அடர்த்தியான தோல் பிரிப்பு அடுக்குகளுடன் சுய ஆதரவு இழைகளின் கூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அழுத்த சாய்வுகளைத் தாங்குவதற்கும் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டைப் பராமரிப்பதற்கும் உதவும் மிகவும் திறந்த அணி. வெற்று நார் தொகுதிகள் 200 முதல் 2500 மைக்ரோ மீட்டர் விட்டம் வரை 10,000 இழைகளைக் கொண்டிருக்கலாம்; வெற்று நார் தொகுதிகளின் முக்கிய நன்மை ஒரு மூடப்பட்ட தொகுதிக்குள் மிகப் பெரிய மேற்பரப்பு பரப்பளவு ஆகும், இது பிரிப்பு செயல்முறையின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது. வட்டு குழாய் தொகுதி ஒரு குறுக்கு-ஓட்ட வடிவவியலைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் ஒரு அழுத்தக் குழாய் மற்றும் ஹைட்ராலிக் டிஸ்க்குகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை ஒரு மைய பதற்றம் கம்பியால் பிடிக்கப்படுகின்றன, மேலும் இரண்டு டிஸ்க்குகளுக்கு இடையில் இருக்கும் சவ்வு மெத்தைகள் உள்ளன. மெம்பரேன் செயல்திறன் மற்றும் ஆளும் சமன்பாடுகள் இலக்கு பிரித்தல் செயல்முறைக்கான செயற்கை சவ்வுகளின் தேர்வு பொதுவாக சில தேவைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. பெரிய அளவிலான ஊட்ட ஓட்டத்தை செயலாக்குவதற்கு மெம்ப்ரேன்கள் போதுமான வெகுஜன பரிமாற்ற பகுதியை வழங்க வேண்டும். தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட சவ்வு சில துகள்களுக்கு அதிக தேர்ந்தெடுக்கும் (நிராகரிப்பு) பண்புகளைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்; அது கறைபடுவதை எதிர்க்க வேண்டும் மற்றும் அதிக இயந்திர ஸ்திரத்தன்மையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். இது இனப்பெருக்கம் செய்யக்கூடியதாகவும், குறைந்த உற்பத்தி செலவுகளைக் கொண்டதாகவும் இருக்க வேண்டும். நிலையான அழுத்த வீழ்ச்சியில் டெட்-எண்ட் வடிகட்டலுக்கான முக்கிய மாடலிங் சமன்பாடு டார்சியின் சட்டத்தால் குறிக்கப்படுகிறதுஃ இங்கு Vp மற்றும் Q முறையே ஊடுருவலின் அளவு மற்றும் அதன் அளவீட்டு ஓட்ட விகிதம் (ஊட்ட ஓட்டத்தின் அதே பண்புகளுக்கு விகிதாசாரமாக), μ ஊடுருவும் திரவத்தின் மாறும் பாகுத்தன்மை, A என்பது சவ்வு பகுதி, Rm மற்றும் R ஆகியவை சவ்வின் அந்தந்த எதிர்ப்புகள் மற்றும் ஃபவுலண்ட்களின் வளர்ந்து வரும் வைப்பு ஆகும். கரைப்பான் (நீர்) ஊடுருவலுக்கு ஒரு சவ்வு எதிர்ப்பாக Rm ஐ விளக்கலாம். இந்த எதிர்ப்பு ஒரு சவ்வு உள்ளார்ந்த பண்பு மற்றும் மிகவும் நிலையான மற்றும் உந்து சக்தியிலிருந்து சுயாதீனமாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. R என்பது சவ்வு ஃபவுலண்டின் வகை, வடிகட்டுதல் கரைசலில் அதன் செறிவு மற்றும் ஃபவுலன்ட்-சவ்வு தொடர்புகளின் தன்மை ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. டார்சியின் சட்டம் கொடுக்கப்பட்ட நிலைமைகளில் இலக்கு பிரிப்புக்கான சவ்வு பகுதியை கணக்கிட அனுமதிக்கிறது. கரைசல் அரிப்பு குணகம் சமன்பாட்டால் வரையறுக்கப்படுகிறதுஃ இங்கு Cf மற்றும் Cp முறையே ஊட்டத்திலும் ஊடுருவும் கரைசல் செறிவுகளாகும். ஹைட்ராலிக் ஊடுருவக்கூடிய தன்மை எதிர்ப்பின் தலைகீழ் என வரையறுக்கப்படுகிறது மற்றும் இது சமன்பாட்டால் குறிக்கப்படுகிறதுஃ இங்கு J என்பது ஊடுருவும் பாய்வு ஆகும், இது சவ்வு பகுதியின் ஒரு யூனிட்டுக்கு அளவீட்டு ஓட்ட விகிதம் ஆகும். கரைசல் சல்லடை குணகம் மற்றும் ஹைட்ராலிக் ஊடுருவல் ஆகியவை செயற்கை சவ்வு செயல்திறனை விரைவாக மதிப்பீடு செய்ய அனுமதிக்கின்றன. சவ்வுப் பிரிப்பு செயல்முறைகள் சவ்வுப் பிரிப்பு செயல்முறைகள் பிரிப்புத் தொழிலில் மிக முக்கியமான பங்கைக் கொண்டுள்ளன. ஆயினும்கூட, 1970 களின் நடுப்பகுதி வரை அவை தொழில்நுட்ப ரீதியாக முக்கியமானவையாக கருதப்படவில்லை. சவ்வு பிரிப்பு செயல்முறைகள் பிரிப்பு வழிமுறைகள் மற்றும் பிரிக்கப்பட்ட துகள்களின் அளவைப் பொறுத்து வேறுபடுகின்றன. பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் சவ்வு செயல்முறைகளில் நுண் வடிகட்டுதல், அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன், நானோஃபில்ட்ரேஷன், ரிவர்ஸ் ஆஸ்மோசிஸ், மின்னாற்பகுப்பு, டயாலிசிஸ், எலக்ட்ரோடையாலிசிஸ், வாயு பிரிப்பு, நீராவி ஊடுருவல், ஊடுருவல், சவ்வு வடிகட்டுதல் மற்றும் சவ்வு தொடர்புகள் ஆகியவை அடங்கும். ஊடுருவலைத் தவிர அனைத்து செயல்முறைகளும் எந்த கட்ட மாற்றத்தையும் உள்ளடக்குவதில்லை. மின்காந்தப் பகுப்பாய்வு தவிர அனைத்து செயல்முறைகளும் அழுத்தத்தால் இயக்கப்படுகின்றன. மைக்ரோஃபில்ட்ரேஷன் மற்றும் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன் உணவு மற்றும் பானங்கள் பதப்படுத்துதல் (பீர் மைக்ரோஃபில்ட்ரேஷன், ஆப்பிள் ஜூஸ் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன்), உயிரி தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகள் மற்றும் மருந்துத் தொழில் (ஆண்டிபயாடிக் உற்பத்தி, புரத சுத்திகரிப்பு), நீர் சுத்திகரிப்பு மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு, மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தொழில் மற்றும் பிறவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நானோ வடிகட்டுதல் மற்றும் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் சவ்வுகள் முக்கியமாக நீர் சுத்திகரிப்பு நோக்கங்களுக்காக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அடர்த்தியான சவ்வுகள் வாயு பிரிவிற்கும் (இயற்கை வாயுவிலிருந்து CO2 ஐ அகற்றுதல், காற்றில் இருந்து N2 ஐப் பிரிப்பது, காற்று அல்லது நைட்ரஜன் நீரோட்டத்திலிருந்து கரிம நீராவி அகற்றுதல்) மற்றும் சில நேரங்களில் சவ்வு வடிகட்டுதலுக்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பிந்தைய செயல்முறை ஆசியோட்ரோபிக் கலவைகளைப் பிரிக்க உதவுகிறது, இது வடிகட்டுதல் செயல்முறைகளின் செலவுகளைக் குறைக்கிறது. துளை அளவு மற்றும் தேர்ந்தெடுப்பு தொழில்நுட்ப சவ்வுகளின் துளை அளவுகள் உற்பத்தியாளரைப் பொறுத்து வித்தியாசமாக குறிப்பிடப்படுகின்றன. ஒரு பொதுவான வேறுபாடு பெயரளவு துளை அளவு ஆகும். இது அதிகபட்ச துளை அளவு விநியோகத்தை விவரிக்கிறது மற்றும் ஒரு சவ்வின் தக்கவைப்பு திறன் பற்றிய தெளிவற்ற தகவல்களை மட்டுமே வழங்குகிறது. சவ்வின் விலக்கு வரம்பு அல்லது "கட்-ஆஃப்" பொதுவாக என். எம். டபிள்யூ. சி (பெயரளவு மூலக்கூறு எடை வெட்டு, அல்லது எம். டபிள்யூ. சி. ஓ, மூலக்கூறு எடை வெட்டு, டால்டனில் உள்ள அலகுகளுடன்) வடிவத்தில் குறிப்பிடப்படுகிறது. இது ஒரு கோள மூலக்கூறின் குறைந்தபட்ச மூலக்கூறு எடை என்று வரையறுக்கப்படுகிறது, இது சவ்வால் 90 சதவீதம் வரை தக்கவைக்கப்படுகிறது. கட்-ஆஃப், முறையைப் பொறுத்து, டி 90 என்று அழைக்கப்படுவதன் மூலம் மாற்றப்படலாம், பின்னர் இது ஒரு மெட்ரிக் யூனிட்டில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. நடைமுறையில், சவ்வின் எம். டபிள்யூ. சி. ஓ பிரிக்கப்பட வேண்டிய மூலக்கூறின் மூலக்கூறு எடையை விட குறைந்தது 20 சதவீதம் குறைவாக இருக்க வேண்டும். தடம் பொறிக்கப்பட்ட மைக்கா சவ்வுகளைப் பயன்படுத்தி பெக் மற்றும் ஷுல்ட்ஸ் துளைகளில் மூலக்கூறுகளின் தடைசெய்யப்பட்ட பரவலை ராங்கின் சமன்பாட்டின் மூலம் விவரிக்க முடியும் என்பதை நிரூபித்தனர். வடிகட்டி சவ்வுகள் துளைகளின் அளவைப் பொறுத்து நான்கு பிரிவுகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளனஃ சவ்வின் துளைகளின் வடிவமும் வடிவமும் உற்பத்தி செயல்முறையைப் பொறுத்தது மற்றும் பெரும்பாலும் குறிப்பிடுவது கடினம். எனவே, குணாதிசயத்திற்காக, சோதனை வடிகட்டல்கள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன மற்றும் துளை விட்டம் என்பது சவ்வின் வழியாக செல்ல முடியாத மிகச்சிறிய துகள்களின் விட்டத்தைக் குறிக்கிறது. நிராகரிப்பு பல்வேறு வழிகளில் தீர்மானிக்கப்படலாம் மற்றும் துளை அளவை மறைமுகமாக அளவிடுகிறது. ஒரு சாத்தியக்கூறு மேக்ரோ மூலக்கூறுகளின் வடிகட்டுதல் (பெரும்பாலும் டெக்ஸ்ட்ரான், பாலிஎதிலீன் கிளைகோல் அல்லது ஆல்புமின்), மற்றொன்று ஜெல் ஊடுருவல் குரோமடோகிராஃபி மூலம் கட்-ஆஃப் அளவிடுதல். இந்த முறைகள் முக்கியமாக அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன் பயன்பாடுகளுக்கான சவ்வுகளை அளவிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மற்றொரு சோதனை முறை வரையறுக்கப்பட்ட அளவு கொண்ட துகள்களின் வடிகட்டுதல் மற்றும் ஒரு துகள் சைசர் அல்லது லேசர் தூண்டப்பட்ட முறிவு ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (எல்ஐபிஎஸ்) மூலம் அவற்றின் அளவீடு ஆகும். டெக்ஸ்ட்ரான் நீலம் அல்லது பிற வண்ண மூலக்கூறுகளின் நிராகரிப்பை அளவிடுவது ஒரு தெளிவான பண்பு. பாக்டீரியோபேஜ் மற்றும் பாக்டீரியாவைத் தக்கவைத்துக்கொள்வது, "பாக்டீரியா சவால் சோதனை" என்று அழைக்கப்படுவது, துளைகளின் அளவு பற்றிய தகவல்களையும் வழங்க முடியும். துளை விட்டத்தை தீர்மானிக்க, போரோசிமீட்டர் (பாதரசம், திரவ-திரவ போரோசிமீட்டர் மற்றும் குமிழி புள்ளி சோதனை) போன்ற இயற்பியல் முறைகளும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் துளைகளின் ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவம் (உருளை அல்லது இணைக்கப்பட்ட கோள துளைகள் போன்றவை) கருதப்படுகிறது. இத்தகைய முறைகள் சவ்வுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றின் துளை வடிவியல் இலட்சியத்துடன் பொருந்தாது, மேலும் நாம் "பெயரளவு" துளை விட்டம் பெறுகிறோம், இது சவ்வை வகைப்படுத்துகிறது, ஆனால் அதன் உண்மையான வடிகட்டுதல் நடத்தை மற்றும் தேர்வை பிரதிபலிக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. தேர்ந்தெடுப்பு என்பது துளை அளவைத் தவிர பிரிப்பு செயல்முறை, சவ்வின் கலவை மற்றும் அதன் மின் வேதியியல் பண்புகள் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. அதிக தேர்ந்தெடுப்புடன், ஐசோடோப்புகளை அணு பொறியியலில் செறிவூட்டலாம் (யுரேனியம் செறிவூட்டல்) அல்லது நைட்ரஜன் போன்ற தொழில்துறை வாயுக்களை மீட்டெடுக்கலாம் (வாயு பிரிப்பு). வெறுமனே, ரேசிமிக்ஸ் கூட பொருத்தமான சவ்வுடன் செறிவூட்டப்படலாம். சவ்வுகளைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மைக்கு அதிக ஊடுருவக்கூடிய தன்மையை விட முன்னுரிமை உள்ளது, ஏனெனில் குறைந்த ஓட்டங்களை ஒரு மட்டு கட்டமைப்புடன் வடிகட்டி மேற்பரப்பை அதிகரிப்பதன் மூலம் எளிதில் ஈடுசெய்ய முடியும். வாயு கட்ட வடிகட்டுதலில் வெவ்வேறு படிவு வழிமுறைகள் செயல்படுகின்றன, இதனால் சவ்வின் துளை அளவிற்குக் குறைவான அளவுகளைக் கொண்ட துகள்களையும் தக்கவைக்க முடியும். மெம்பரேன் வகைப்பாடு பயோ மெம்பரேன் செயற்கை மெம்பரேன் மற்றும் இயற்கை மெம்பரேன் என இரண்டு பிரிவுகளாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. செயற்கை சவ்வுகள் மேலும் கரிம மற்றும் கனிம சவ்வுகளில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. கரிம சவ்வு துணை வகைப்படுத்தப்பட்ட பாலிமெரிக் சவ்வுகள் மற்றும் கனிம சவ்வு துணை வகைப்படுத்தப்பட்ட பீங்கான் பாலிமர்கள். பயோமாஸ் மெம்பரேனின் தொகுப்பு கலப்பு பயோமாஸ் சவ்வு பச்சை சவ்வு அல்லது பயோ-மெம்பரேன் தொகுப்பு என்பது பெரும்பாலும் விரிவான செயல்திறனைக் கொண்ட பாதுகாக்கப்பட்ட சூழல்களுக்கான தீர்வாகும். செல்லுலோஸ் அடிப்படையிலான பயோமாஸ் தேங்காய் ஓட்டை, பச்சைக்காய் ஓட்டை, அக்ரூட் பருப்பு ஓட்டை, சோளம் தண்டுகளின் விவசாய கழிவுகள் போன்றவற்றைப் பயன்படுத்துவது போன்ற செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் நானோ துகள்களின் வடிவத்தில் பயோமாஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது மேற்பரப்பு ஹைட்ரோஃபிலிசிட்டி, பெரிய துளை அளவு, மேலும் குறைந்த மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை ஆகியவற்றை மேம்படுத்துகிறது, எனவே சவ்வுகளின் பிரிப்பு மற்றும் கறை எதிர்ப்பு செயல்திறனும் ஒரே நேரத்தில் மேம்படுத்தப்படுகின்றன. தூய பயோமாஸ் அடிப்படையிலான சவ்வின் உற்பத்தி ஒரு பயோமாஸ் அடிப்படையிலான சவ்வு என்பது தாவர இழைகள் போன்ற கரிமப் பொருட்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் ஒரு சவ்வு ஆகும். இந்த சவ்வுகள் பெரும்பாலும் நீர் வடிகட்டுதல் மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தூய உயிர்த்திரள் அடிப்படையிலான சவ்வை உருவாக்குவது என்பது பல படிகளை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான செயல்முறையாகும். கரிமப் பொருட்களின் குழம்பை உருவாக்குவதே முதல் படியாகும். இந்த குழம்பு பின்னர் ஒரு கண்ணாடி அல்லது உலோகத் தட்டு போன்ற அடி மூலக்கூறில் போடப்படுகிறது. வார்ப்புரு பின்னர் உலர்த்தப்பட்டு, அதன் விளைவாக வரும் சவ்வு அதன் பண்புகளை மேம்படுத்த இரசாயன அல்லது வெப்ப சிகிச்சைகள் போன்ற பல சிகிச்சைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. பயோமாஸ் அடிப்படையிலான சவ்வுகளை உருவாக்குவதில் உள்ள சவால்களில் ஒன்று, விரும்பிய பண்புகளுடன் ஒரு சவ்வை உருவாக்குவதாகும். செயல்முறையில் பயன்படுத்தப்படும் உபகரணங்கள் மற்றும் கருவிகள் மெம்பிரேன் தொகுப்பு செயல்முறையில் பயன்படுத்தப்படும் கருவிகளின் பட்டியல் பின்வருமாறுஃ சென்ட்ரிபியூஜ் காஸ்டிங் மெஷின் பிளேன் காஸ்டிங் கிளாஸ் மேக்னடிக் ஸ்டிரர் கிளாஸ் வேர்ஃ பீக்கர்கள், அளவீட்டு சிலிண்டர்கள், பிளாஸ்க் போன்றவை. அடுப்பு மோர்டார் மற்றும் எறும்பு சவ்வு பண்புகள் சவ்வின் வார்ப்பு மற்றும் தொகுப்புக்குப் பிறகு, துளை அளவு, செயல்பாட்டுக் குழு, பொருள் பண்புகள் போன்ற சவ்வு அளவுருக்கள் பற்றிய கூடுதல் விவரங்களை அறிய தயாரிக்கப்பட்ட சவ்வை வகைப்படுத்த வேண்டும். சவ்வு பண்புகளை அறிவது முக்கியம், எனவே சுற்றுச்சூழலில் மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தும் ஒரு துகள்கள் மாசுபடுத்தியை அகற்றவும் சிகிச்சையளிக்கவும் முடியும். பின்வரும் பல்வேறு கருவிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றனஃ ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (SEM) டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோப் (TEM) ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் இன்ஃப்ராரெட் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (FTIR) எக்ஸ்-ரே டிஃப்ரக்ஷன் (XRD) திரவ-திரவ இடப்பெயர்ச்சி போரோசிமெட்ரி (LLDP) பயோமாஸ் மெம்பிரேன் பயன்பாடுகள் நீர் சுத்திகரிப்பு என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட இறுதி பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய வகையில் நீரின் தரத்தை மேம்படுத்தும் எந்தவொரு செயல்முறையாகும். அளவு விலக்கு அல்லது சார்ஜ் பிரிப்பு மூலம் தண்ணீரிலிருந்து துகள்களை அகற்ற மெம்ப்ரேன்களைப் பயன்படுத்தலாம். அளவு விலக்கத்தில், சவ்வில் உள்ள துளைகள் துளைகளை விட சிறிய துகள்கள் மட்டுமே கடந்து செல்லக்கூடிய அளவுக்கு அளவிடப்படுகின்றன. சவ்வில் உள்ள துளைகள் அளவு கொண்டவை, அவை நீர் மூலக்கூறுகள் மட்டுமே கடந்து செல்ல முடியும், கரைந்த அசுத்தங்களை விட்டு விடுகின்றன. வாயு பிரிப்பு கார்பன் டை ஆக்சைடு (), நைட்ரஜன் ஆக்சைடு (), சல்பர் ஆக்சைடு () போன்ற வாயு பிரிப்பில் சவ்வுகளைப் பயன்படுத்துதல், தீங்கு விளைவிக்கும் வாயுக்கள் சுற்றுச்சூழலைப் பாதுகாக்க அகற்றப்படலாம். பயோமாஸ் மெம்பிரேன் வாயு பிரிப்பு வணிக சவ்வை விட மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஹீமோடையாலிசிஸில் ஹீமோடையாலிசிஸ் மெம்பிரேன் பயன்பாடு என்பது இரத்தத்திலிருந்து கழிவு பொருட்கள் மற்றும் அதிகப்படியான திரவங்களை அகற்ற அரை ஊடுருவக்கூடிய சவ்வைப் பயன்படுத்தும் ஒரு செயல்முறையாகும். துகள் படிவு செயற்கை சவ்வு குறிப்புகள் குறிப்புகள் ஒசாடா, ஒய்., நககாவா, டி., மெம்பிரேன் சயின்ஸ் அண்ட் டெக்னாலஜி, நியூயார்க்ஃ மார்செல் டெக்கர், இன்க், 1992. ஜெமான், லியோஸ் ஜே., ஜைட்னி, ஆண்ட்ரூ எல்., மைக்ரோஃபில்ட்ரேஷன் அண்ட் அல்ட்ராஃபிட்ரேஷன், பிரின்சிபல்ஸ் அண்ட் அப்ளிகேஷன்ஸ்., நியூயார்க்ஃ மார்செல் டெக்கர், இன்க், 1996. முல்டர் எம்., மெம்பிரேன் டெக்னாலஜியின் அடிப்படை கோட்பாடுகள், க்ளூவர் அகாடமிக் பப்ளிஷர்ஸ், நெதர்லாந்து, 1996. ஜர்னிட்ஸ், மைக் டபிள்யூ., ஸ்டெரில் ஃபில்ட்ரேஷன், ஸ்பிரிங்கர், ஜெர்மனி, 2006 வான் ரெய்ஸ் ஆர்., ஜைட்னி ஏ. பயோப்ராசஸ் சவ்வு தொழில்நுட்பம். ஜே மெம் அறிவியல். 297 (2007): 16-50. டெம்ப்லின் டி., ஜான்ஸ்டன் டி., சிங் வி., டம்ப்ளெசன் எம். இ., பெலியா ஆர். எல். ரவுஷ் கே. டி. சோளம் பதப்படுத்தும் நீரோடைகளிலிருந்து திடப்பொருட்களின் சவ்வு பிரிப்பு. பயோர்ஸ் டெக். 97 (2006): 1536-1545. ரிப்பர்ஜர் எஸ்., ஷுல்ஸ் ஜி. உயிரித் தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளில் மைக்ரோபோரஸ் சவ்வுகள். பயோப்ராசஸ் என்ஜின். 1 (1986): 43-49. தாமஸ் மெலின், ராபர்ட் ரௌடென்பாக், மெம்ப்ரான்வெர்ஃபாரன், ஸ்பிரிங்கர், ஜெர்மனி, 2007. முனீர் சேரியன், ஹேண்ட்பச் அல்ட்ராஃபில்ட்ரேஷன், பெஹர், 1990. எபர்ஹார்ட் ஸ்டாட், மெம்ப்ரானென் அண்ட் மெம்ப்ரான்ப்ரோசெஸ், வி. சி. எச், 1992,. வடிகட்டுதல்