جیسا کہ مشہور ہے ، نانوفیلٹریشن اور ریورس اوسموسس جھلیوں کے آپریشن کے دوران "حراستی پولرائزیشن" نامی ایک رجحان موجود ہے ، جس کی وجہ سے جھلیوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ چونکہ الٹرا فلٹریشن صرف فلٹرنگ نہیں کرتا ہے ، صرف فلٹرنگ ، الٹرا فلٹریشن جھلی کے عمل کے دوران "حراستی پولرائزیشن" کا رجحان اہم نہیں ہے۔ تاہم ، الٹرا فلٹریشن کولائیڈز کو برقرار رکھ سکتی ہے ، لہذا "جیل پرت پولرائزیشن" کے رجحان کا الٹرا فلٹریشن جھلیوں پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ اس مضمون میں پانی کے علاج کے پیشہ ور افراد کے لئے الٹرا فلٹریشن جھلی "جیل پرت پولرائزیشن" کے اصولوں ، فارمولوں اور انجینئرنگ کی اہمیت کا اشتراک کیا گیا ہے۔
I. جیل پرت پولرائزیشن کا تصور
الٹرا فلٹریشن کے دوران ، جب فیڈ کے پانی میں میکرومولیکولر سولوٹس کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے (جیسے پروٹین ، پولیسیچرائڈس ، کولائیڈیل ذرات وغیرہ) ، تو یہ مادے جھلی کی سطح پر جمع ہوتے ہیں ، آہستہ آہستہ ایک مرتکز پرت کی تشکیل کرتے ہیں۔ جیسے جیسے فلٹریشن ترقی کرتا ہے ، مرتکز پرت کے اندر محلول حراستی بڑھ جاتی ہے ، آخر کار نظام میں محلول کی سنترپتی گھلنشیلتا تک پہنچ جاتی ہے ، اس طرح جھلی کی سطح پر جیل پرت تشکیل دیتی ہے۔ جیل پرت کی شکلوں کے بعد ، یہاں تک کہ اگر ٹرانس میمبرن پریشر فرق (ٹی ایم پی) میں اضافہ ہوتا رہتا ہے تو ، اب تک بہاؤ بہاؤ میں نمایاں اضافہ نہیں ہوتا ہے۔ اس عمل کو جیل پرت پولرائزیشن کنٹرول کہا جاتا ہے۔ جیسے جیسے جھلی کے دباؤ میں فرق بڑھتا ہے ، ابتدائی طور پر بہاؤ کی شرح بڑھتی ہے اور پھر استحکام پیدا ہوتی ہے۔
ii. ریاضی کا ماڈل اور فارمولا تجزیہ
1. جیل پرت پولرائزیشن کی منتقلی مساوات
جب جھلی کی سطح پر محلول حراستی سنترپتی تک پہنچ جاتی ہے تو ، جھلی کی سطح کے قریب محلول کے بڑے پیمانے پر منتقلی کے عمل کا حساب درج ذیل فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاسکتا ہے:
جہاں: وزیراعلیٰ جھلی کی سطح پر میکروومولیکولس کی حراستی ہے۔ سی پی پیرمیٹ میں میکروومولیکولس کی حراستی ہے۔ سی بی جھلی کے عنصر کے اندر فیڈ پانی میں میکرومولوکولس کی اوسط حراستی ہے۔ جے ڈبلیو پیرمیٹ فلوکس ہے۔ K جھلی کی سطح پر بڑے پیمانے پر منتقلی کا گتانک ہے۔
یہ فارمولا جھلی کی سطح پر میکومولیکول "جمع" کے انداز کو ظاہر کرتا ہے: (1) کراس فلو کی رفتار میں اضافہ اور K میں اضافہ جیل پولرائزیشن پرت کی موٹائی کو کم کرسکتا ہے۔ (2) آپریٹنگ فلوکس کو کم کرنا جیل پوائنٹ کے نیچے جھلی کی سطح پر میکروومولیکولس کی حراستی کو کنٹرول کرسکتا ہے۔
2. بہاؤ اور زیادہ سے زیادہ حراستی کو محدود کرنے کے مابین تعلقات
جب جھلی کی سطح پر میکرومولیکولس کے سی ایم کی حراستی جیل پوائنٹ سی جی تک پہنچ جاتی ہے تو ، نظام محدود بہاؤ کی حالت میں داخل ہوتا ہے۔ اس وقت ، بڑے پیمانے پر منتقلی کے فارمولے کو مندرجہ ذیل فارمولے میں آسان بنایا جاسکتا ہے۔
اس کا مطلب یہ ہے کہ ایک بار جب آپریٹنگ شرائط جھلی کی سطح کی حراستی کو سی جی تک پہنچنے کا سبب بنتی ہیں تو ، ٹرانسمیبرن پریشر کے فرق میں مزید اضافہ سے اب بہاؤ میں اضافہ نہیں ہوگا۔
اس فارمولے کی انجینئرنگ کی اہمیت یہ ہے کہ: (1) عمل کے ڈیزائن میں ، محدود بہاؤ ایک کلیدی پیرامیٹر ہے جو جھلی کے علاقے اور توانائی کی کھپت کا تعین کرتا ہے۔ (2) الٹرا فلٹریشن سسٹم کے مستحکم آپریشن کو محدود بہاؤ والے خطے میں طویل {{2} term ٹرم آپریشن سے پرہیز کرنا چاہئے۔
3. جھلی کی سطح کا دباؤ اور جیل پرت مزاحمت
جیل پرت کی موجودگی نہ صرف بڑے پیمانے پر منتقلی کو متاثر کرتی ہے بلکہ فلٹریشن مزاحمت میں بھی نمایاں اضافہ کرتی ہے۔ اس کا ریاضی کا اظہار ذیل میں دکھایا گیا ہے۔
جہاں: کی ، جیل جیل پرت کا مزاحمتی قابلیت ہے جس میں میکرومولیکولر مادہ I کے لئے ہے۔ ΔL جیل پرت کی موٹائی ہے۔ دی ، جیل جیل پرت کے اندر بازی گتانک ہے۔
اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ جب جیل کی پرت موٹی ہوجاتی ہے (ΔL میں اضافہ ہوتا ہے) یا جیل پرت کے اندر پھیلاؤ سست ہوجاتا ہے (DI ، جیل کم ہوجاتا ہے) ، بڑے پیمانے پر منتقلی کے گتانک KI ، جیل میں نمایاں کمی واقع ہوگی۔
انجینئرنگ ڈیزائن میں: (1) ΔL کے اضافے کو کراس - فلو شیئر فورس میں اضافہ کرکے کنٹرول کیا جاسکتا ہے ، حل کی حراستی کو کم کرتا ہے ، یا بیک واش فریکوئنسی میں اضافہ ہوتا ہے۔ (2) اثر و رسوخ کو کم کرنے سے ڈی آئی ، جیل میں اضافہ ہوتا ہے۔ پانی کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا ، ویسکاسیٹی کم ہے۔ iii.
iii. جھلی سطح کی حراستی کی تقسیم اور ڈیزائن کی اہمیت
میکرومولیکولس کی جھلی سے کہیں زیادہ دور نسبتا low کم تعداد ہوتی ہے ، لیکن ان کی حراستی جھلی کے قریب تیزی سے بڑھتی ہے ، جیل پرت کے اندر سنترپتی کی طرف مائل ہوتی ہے۔ متعلقہ ریاضی کا ماڈل مندرجہ ذیل مساوات میں دکھایا گیا ہے:
جہاں: کی مائع جھلی کے بڑے پیمانے پر منتقلی کے گتانک ہے۔ ε جیل پرت پوروسٹی ہے۔
یہ فارمولا جامع طور پر مائع جھلی کے بڑے پیمانے پر منتقلی کے خلاف مزاحمت اور جیل پرت کے بازی مزاحمت پر غور کرتا ہے۔ جب حل میں پولیمر مواد زیادہ ہوتا ہے یا جیل کی پرت موٹی ہوتی ہے تو ، بازی کے خلاف مزاحمت نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے ، جس کی وجہ سے وقت سے پہلے ہی محدود بہاؤ کی حالت تک پہنچنا آسان ہوجاتا ہے۔
خلاصہ
الٹرا فلٹریشن عمل میں جیل پرت پولرائزیشن سب سے عام آپریشنل رکاوٹوں میں سے ایک ہے۔ اس مقالے میں تجزیہ کے ذریعہ ، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ یہ محض ایک "فاؤلنگ" مسئلہ نہیں ہے ، بلکہ بڑے پیمانے پر منتقلی ، بازی اور آپریٹنگ حالات کے مشترکہ اثرات کا نتیجہ ہے۔ ریاضی کا فارمولا حراستی ، بہاؤ اور بڑے پیمانے پر منتقلی کے خلاف مزاحمت کے مابین اندرونی تعلقات کو ظاہر کرتا ہے۔ عمل ڈیزائن اور آپریشنل اصلاح ایک خاص حد تک جیل پرت پولرائزیشن کو کنٹرول کرسکتی ہے۔ پولیمر سسٹم کے لئے ، آپریٹنگ حالات کا عقلی انتخاب الٹرا فلٹریشن کی کارکردگی کو یقینی بنانے کی کلید ہے۔ عملی انجینئرنگ میں ، اگر اس مقالے میں فارمولے اور اصول JW ، K ، DI ، اور جیل جیسے پیرامیٹرز کی متحرک نگرانی کے ساتھ مل جاتے ہیں تو ، الٹرا فلٹریشن سسٹم کے مستحکم اور موثر آپریشن کو حاصل کیا جاسکتا ہے۔