Modélisation Basée Sur Le Concept Hydrodynamique De La Couche Formée Sur La Surface D’une Membrane D’ultrafiltration

Résumé: Un modèle d'ultrafiltration tubulaire basé sur l'équation de convection-diffusion générale, exprimée en coordonnées cylindriques a été développé. En plus de la résistance hydraulique de la membrane, deux cas de colmatage ont été étudiés, colmatage par adsorption et colmatage par formation d’une couche de gel. L'étude de la simulation d’un couplage entre la polarisation de concentration et l’adsorption a indiqué qu’une polarisation secondaire peut se développer quelques secondes après la polarisation de concentration initiale, pour donner une concentration légèrement plus élevée à la surface interne de la membrane. Cet effet dépendra des valeurs relatives entre la résistance hydraulique et la résistance d’adsorption aussi bien que la vitesse axiale d'écoulement. Quand le temps de fonctionnement augmente, la concentration à la surface interne se réduit à des valeurs stationnaires plus basses. Le modèle qui couple la formation d'une couche de gel et la couche polarisée au-dessus du gel contient trois constantes et la résistance spécifique du gel, qui ont été évaluées à partir des expériences. Le modèle a donné une excellente prédiction sur la performance de l'ultrafiltration tangentielle des solutions de polyéthylène glycol. L’effet de la pression transmembranaire, de la concentration de soluté et de la vitesse d’alimentation sur le flux de perméat a été étudié. Les valeurs de flux de perméat prédites conformes à celles observées. Le flux limite s’est avéré proportionnel à la racine carrée de la vitesse axiale. Au delà de la concentration critique, la polarisation de concentration et la formation de gel sont les facteurs principaux contrôlant le flux limite dans l’ultrafiltration tubulaire. Le modèle semi-empirique développé, qui contient une seule constante empirique à évaluer à partir des expériences, prédit d'une manière satisfaisante le flux limite.

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