تکنولوژی تراوش تبخیری

تراوش تبخیری اقتباس از دو فرایند تراوش غشایی و تبخیر دارد. مرسوم ترین فرایند تراوش تبخیری جداسازی آب از ترکیبات آلی است.

آب از غشا گزینش پذیر عبور کرده و در فشار کاهش یافته تبخیر می شود. تراوش تبخیری فرایندی نوپا در جهان است و در حال حاضر شرکت صنایع شیمیایی شیمیایی سبز پارسیان تنها ارائه دهنده این فرایند بصورت صنعتی با غشاهای 100% ایرانی است.

مهمترین قسمت فرایند تراوش تبخیری غشاهای آن است؛ غشاها بصورت گزینش پذیر یک جزء از خوراک را عبور داده و پس از مدتی این خوراک از ماده دیگر تغلیظ می گردد. غشاها بصورت جزئی ترکیبات دیگر خوراک را نیز عبور می دهند؛ لذا تفاوت سرعت عبور این ترکیبات است که غشارا نسبت به یک جزئ انتخاب پذیر می کند. نسبت سرعتهای عبوری ترکیبات مختلف از غشاها گزینش پذیری غشا را نشان می دهد.

ارزش غشا بر حسب دو فاکتور مشخص می شود:

  1. گزینش پذیری
  2. شار عبوری ترکیب انتخاب پذیر

فرایند تراوش تبخیری

نیروی محرکه برای عبور یک ترکیب از غشا بر حسب تفاوت پتانسیل شیمیایی فاز عبوری در دو سمت غشاست. پتانسل شیمیایی را می توان با فوگاسیته، بر اساس قانون رائول برای مایعات و بر اساس قانون دالتون برای گازها بیان نمود.

حین فرایند به دلیل حذف فاز بخار ترکیب عبوری، فوگاسیته واقعی کمتر از فوگاسیته محاسباتی خواهد بود.

افزایش دما در فرایند تراوش تبخیری باعث افزایش شار فاز عبوری می شود؛ به همین دلیل در بیشتر فرایند های تراوش تبخیری خوراک قبل از وارد شدن به مادول غشایی گرم می شود. با این حال به دلیل کاهش گزینش پذیری با افزایش دما و تخریب غشاهای پلیمری در دماهای بالاتر از 100 درجه سانتیگراد، دمای خوراک کنترل شده گرم می شود.

عبور یکی از ترکیبات از غشا موجب کاهش دما می شود لذا خوراک می بایست مجدداً گرم شود. برخی از دستگاههای تراوش تبخیری سیستم گرمایش داخلی مانند المنتهای حرارتی یا کویل روغن داغ یا بخار دارند. برخی دیگر نیز مبدل های حرارتی خارجی دارند که همراه با سیرکولاسیون خوراک را گرم می کند.

سیستم های تراوش تبخیری با استفاده از پمپ های خلا گردش مایع، روتاری وین یا اجکتور فشار فاز عبوری را تا بعضاً 10 پاسکال کاهش می دهند. جهت به دام انداختن فاز عبوری برای اندازه گیری و برای جلوگیری از ورود به پمپ خلاء از دام سرد استفاده می شود. دام سرد از نیتروژن مایع یا یخ خشک برای سرماسازی استفاده می کند. سیستم تراوش تبخیری ارائه شده توسط شرکت قابلیت نصب سیستم سرمایش سر خود نیتروژن مایع و یخ خشک را نیز دارد به طوری که سیستم خود با استفاده از گاز کربنیک یا نیتروژن هوا سرمایش مورد نیاز را فراهم می آورد.

تبخیر تراوشی چیست؟

تبخیر تراوشی تفاوت چندانی از نظر فرایندی با تراوش تبخیری ندارد. در این فرایند خوراک به جای اینکه در فاز مایع در تماس با مادول غشا قرار گیرد بصورت بخار وارد پوسته می شود. استفاده از فاز بخار با اینکه انرژی بیشتری مصرف می کند در فرایند هایی که غشاهای پایه سرامیکی استفاده می کنند راندمان بالاتر و لذا صرفه اقتصادی دارند.