ФОРМУВАННЯ МАТЕМАТИЧНОГО ОПИСУ СТРУКТУРНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ МЕМБРАН З ПОЛЯРИЗАЦІЙНИМ ШАРОМ

Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського

Анотація

Мета. Мета статті полягає у аналізі існуючих математичних моделей для визначення фізичних властивостей напівпроникної мембрани з утворенням на її поверхні поляризаційного шару та визначенням структурних властивостей мембрани під час мембранного розділення біологічних рідин.

Методи. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження для визначення диференціальної функції розподілу пор різних мембран, що дозволяє безпосередньо оцінити вплив промислових процесів на швидкість фільтрації. В експериментальних дослідженнях використовували напівпроникну ультрафільтраційну мембрану ПАН-100, яка попередньо використовувалася в процесі мембранного концентрування знежиреної молочної сировини. Процес концентрування проводили при значеннях тиску Р = 0,3 МПа, температури t = 20 ° С і тривалості процесу τ = 180 хв. Для знаходження ізотерм десорбції використовували тензометричний (статичний) метод.

Результати. Запропоновано існуючі математичні моделі процесу формування поляризаційного шару на поверхні мембрани. Представлено ґрунтовний опис наведених моделей для визначення фізичних властивостей мембрани під час мембранної обробки біологічної рідини. Надано математичний опис та визначені структурні властивості напівпроникної мембрани з утворенням на її поверхні поляризаційного шару. Визначено аналітично та експериментально диференційну функцію розподілу пористості (ДФРП) капілярів за розмірами. Під час експерименту встановлено, що розміри пір мембрани ПАН-100 мають різний характер. В процесі фільтрації, за визначених умов, відбувається зменшення кількості великих мікрокапілярів, радіуси яких більше 10 нм, і збільшення кількості капілярів з радіусами менше 10 нм. Отримані результати спрямовані на подальші дослідження щодо визначення структурно-механічних та фізико-хімічних властивостей напівпроникних мембран та характеру формування поляризаційного шару їх поверхні.