サポートされていないフィルター メンブレンとサポートされているフィルター メンブレンの違いは何ですか?

支持されていない膜と支持されている膜は、異なる構造特性を持つ 2 種類の膜材料です。 純粋なメンブレンとも呼ばれるサポートされていないフィルターメンブレンは、下層のサポート構造がなく、完全にアクティブなフィルター材料で構成されています。 それらはフィルター材料のみを含み、追加のサポート材料を含まないため、「純粋」と呼ばれます。 これらのメンブレンは一般に、より薄く、より柔軟であるため、透過性が高くなり、ろ過効率が向上します。 ただし、サポートされていないメンブレンは、特に高圧下で使用したり、大きな機械的ストレスがかかるアプリケーションで使用したりすると、より壊れやすく、簡単に損傷する可能性があります。

複合支持フィルター膜は、ラミネーションまたはコーティングプロセスによって作成され、主に多孔質支持構造に取り付けられたフィルター層で構成されています。 このサポート層により、メンブレンの強度と安定性が向上し、使用中に破損したりひび割れたりする可能性が低くなります。 支持構造は、ポリマーや繊維などのさまざまな材料で作ることができ、さまざまな細孔サイズと形状を持つことができます。 サポートされた膜は、膜の強度が重要な要素である高圧または機械的に要求の厳しいアプリケーションでよく使用されます。

サポートされていないメンブレンとサポートされているメンブレンの主な違いは、次の点から理解できます。

1.構成：サポートされていないフィルター膜は、低圧下で比較的安定したろ過環境に適したアクティブなフィルター材料で完全に作られていますが、サポートされているフィルター膜には、フィルター層に加えてサポート構造が含まれています。 引張強度が高く、適用できます。工業生産ではより一般的です。

2. 強度と安定性: 通常、サポートされているフィルター メンブレンは、サポートされていないメンブレンよりも強度と安定性が高いため、高圧または高い機械的要件を伴う用途に適しています。 サポートはフィルターメンブレンをある程度保護します。 一方で、サポートにはフィルタリング機能もあります。 他方、支持層とフィルター層との間の接着は、複合膜全体の靭性および強度を増加させる。

3.透過性とろ過効率：サポートされていない純粋なフィルター膜には、その薄くて柔軟な構造により、透過性が高く、ろ過効率が高いという独自の利点もあります。

サポートされていないろ過膜とサポートされているろ過膜のどちらを選択するかは、圧力と流量、機械的応力、必要なろ過効率など、ろ過用途の特定のニーズと要件によって異なります。 ろ過圧を例にとると、支持されていない膜は加圧下でより簡単に損傷および変形するため、支持された膜よりも低いろ過圧が必要です。 サポートされていないメンブレンの推奨ろ過圧力範囲は、特定のメンブレンの材質と孔径に応じて、通常 1 ～ 10 バール (14.5 ～ 145 psi) です。 サポートされているメンブレンは、構造が強化されているため、より高いろ過圧力に耐えることができます。推奨される圧力は、特定のメンブレンの素材と支持構造に応じて、通常は 5 ～ 20 バール (72.5 ～ 290 psi) になります。 推奨ろ過圧を超えると、メンブレンの汚れ、損傷、およびメンブレンの性能低下が発生する可能性があります。 したがって、膜の性能と耐用年数を最大化するには、膜の仕様と操作条件に従って適切なろ過圧力を慎重に選択する必要があります。

引用

1.Rautenbach, R., & Vrouwenvelder, J. S. (2013). Membrane filtration: pressure-driven processes. In Encyclopedia of Membrane Science and Technology (pp. 1-26). John Wiley & Sons, Inc.

2.Baker, R. W. (2012). Membrane technology and applications. John Wiley & Sons.

3.Mulder, M. (1996). Basic principles of membrane technology. Kluwer Academic Publishers.

4.Chung, T. S., & Weber, M. (2002). Recent advances in polymeric membranes for membrane reactors. Advances in Polymer Technology, 21(4), 299-315.