تاریخچه‌ی تکامل اسمز معکوس

یکی از قدیمی‌ترین اسناد ثبت‌شده در مورد ممبرین‌های نیمه‌تراوا مربوط به سال 1748 است، که در مورد مشاهده‌ی پدیده‌ی اسمز توسط Abbe Nollet می‌باشد. در سال 1850 افراد دیگری مانند Pfeffer و Traube پدیده‌ی اسمز را با استفاده از ممبرین‌های سرامیکی مورد مطالعه قرار دادند. به‌هرحال تاریخ فن‌آوری کنونی به 1940 برمی‌گردد، زمانی‌که دکتر Gerard Hassler از دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس (UCLA)، در سال 1948 بررسی خواص اسمز سلوفان(cellophane) را آغاز نمود. او پیشنهاد کرد که لایه‌ی نازکی از هوا در مجاورت دو ممبرین از جنس سلفون قرار گیرد. Hassler فرض کرد که با انجام عمل تبخیر بر روی سطح یک ممبرین، بخار آب با استفاده از پدیده‌ی اسمز از میان هوای موجود عبور کرده و بر روی سطح مقابل پدیده‌ی چگالش اتفاق می‌افتد. امروزه می‌دانیم که پدیده‌ی اسمز در انجام عمل تبخیر نقشی ندارد، اما شبیه‌ترین حالت به محلول و پدیده‌ی نفوذ جسم حل شده در ممبرین می‌باشد.

شکل 1 رخدادهای مهم در تکامل فن‌آوری RO را بر روی خط زمان نشان می‌دهد. خطوط پررنگ در زیر توضیح داده شده‌اند.
در سال 1959، C.E.Reid و E.J.Breton از دانشگاه فلوریدا، قابلیت‌ عمل نمک‌زدایی را در لایه‌ی نازکی از استات سلولز اثبات کردند. آنها ممبرین‌های نیمه‌تراوای انتخابی را با روش سعی و خطا ارزیابی کردند، و بیش‌تر به لایه‌های نازک پلیمری حاوی گروه‌های هیدروفیلی (آب‌دوست) توجه نشان دادند. مواد آزمایش شده عبارت بودند از سلوفان، هیدروکلراید لاستیکی، پلی‌استایرن و استات سلولز. بسیاری از این مواد در فشارهای کمتر از 800 psi، جریان آب تصفیه‌شده تولید نکردند و مقدار دفع کلراید در آنها کمتر از 35٪ بود. به‌هرحال، استات سلولز ( مخصوصاً DuPont 88 CA-43 ) مقدار دفع کلراید بیش از 96٪ نشان داد، حتی در فشارهای کمتر از 400 psi . حدود شدت جریان نفوذی، تقریباً از 2 گالن در فوت مربع – روز (gfd) برای یک لایه‌ی نازک از استات سلولز با ضخامت 22 میکرون، تا بیش از 14 gfd برای لایه‌ای با ضخامت 3.7 میکرون، در فشار 600psi و با محلول سدیم کلراید 0.1 M، مورد آزمایش قرار گرفت. Reid و Breton نتیجه گرفتند که استات سلولز دارای خاصیت نیمه‌تراوایی لازم جهت کاربردهای عملی می‌باشد، اما باید شدت نفوذ و دوام آن‌ها برای موارد تجاری اصلاح شود.
یک دهه پس از تلاش دکتر Hassler، Sidney Loeb و Srinivasa Sourirajan از UCLA در مورد پدیده‌ی اسمز و اسمز معکوس شروع به تحقیقاتی متفاوت با آنچه که دکتر Hassler انجام داده بود، کردند. رویکرد آنها عبارت بود از تحت فشار قرار دادن یک محلول، مستقیماً بر روی لایه‌ای نازک و صاف از پلاستیک. عمل آنها باعث تکامل اولین ممبرین استات سلولز نامتقارن در سال 1960 گردید.

شکل 1 خط زمان افقی مربوط به تکامل اسمز معکوس

A. 1948- تحقیقات Hassler بر روی خواص اسمزی ممبرین سلوفان در UCLA
B. 1955- اولین استفاده‌ی گزارش شده از عبارت "اسمز معکوس"
C. 1955- Reid مطالعه در مورد غشاء‌های جداکننده‌ی مواد معدنی را در دانشگاه فلوریدا آغاز نمود
D. 1959- Breton و Reid ظرفیت نمک‌زدایی لایه‌ی نازکی از استات سلولز را نشان دادند
E. 1960- Loebو Sourirajan ممبرین استات سلولز نامتقارن را در UCLA تکمیل نمودند
F. 1963- اولین مدول مارپیچی (spiral wound) عملی توسط General Atomics تکمیل گردید
G. 1965- ساخت اولین تاسیسات تجاری RO برای آب لب‌شور در Coalinga , CA
H. 1965- توضیح مدل انتقال از طریق نفوذ در محلول توسط Lonsdale , et. al
I. 1967- اولین مدول فیبر تو خالی (hollow fiber) با موفقیت به‌طور تجاری توسط DuPont تکمیل گردید
J. 1968- اولین مدول مارپیچی چند لایه‌ای توسط Fluid System تکمیل شد
K. 1971- Richter–Hoehn از DuPont ممبرین پلی‌آمید آروماتیک را به ثبت رسانید
L. 1972- Cadotte غشای کامپوزیتی دو رویه را تکمیل نمود
M. 1974- اولین تاسیسات تجاری RO برای آب دریا در Bermuda
N. 1994- TriSep اولین ممبرین با قابلیت رسوب‌گذاری کم را معرفی نمود
O. 1995- Hydranautics اولین ممبرین پلی‌آمیدی با مصرف کم انرژی را معرفی نمود
P. 2002- سیستم‌های ممبرینی Koch، اولین مدول “MegaMagnum” با قطر 18 اینچ را معرفی نمود
Q. ممبرین نانوکامپوزیت با لایه‌ی نازک در UCLA تکمیل شد

به‌علت اصلاحات قابل توجهی در مقدار شدت نفوذ، از این ممبرین برای ساخت RO با قابلیت‌های تجاری استفاده شد، زیرا شدت نفوذ در آن ده برابر شدت نفوذ در ممبرین‌های با مواد شناخته شده تا آن زمان بود (مانند ممبرین‌های Reid و Breton ). این ممبرین‌ها در ابتدا به‌طور دستی به‌شکل ورقه‌هایی صاف قالب‌ریزی می‌شدند. در ادامه‌ی تکامل در این زمینه‌، ممبرین‌ها را به‌شکل لوله‌ای (tubular) قالب‌ریزی کردند. شکل 2 طرحی از لوازم قالب‌گیری لوله‌ای استفاده شده توسط Loebو Sourirajan می‌باشد. شکل 3 چاه درپوش‌دار با کف غوطه‌ور را که Leob و دانشجویان از آن استفاده می‌کردند، نشان می‌دهد، این چاه هنوز در Boelter Hall UCLA قرار دارد.
به‌دنبال Loeb و Sourirajan، محققان از سال 1960 تا حوالی 1970 پیشرفت سریعی در راه تکامل ممبرین‌های بادوام RO تجاری داشتند. Harry Lonsdale، U.Merten و Robert Riley مدل " محلول – نفوذ " در مورد انتقال جرم در ممبرین RO را تنظیم کردند. اگرچه بیشتر ممبرین‌ها در آن زمان از جنس استات سلولز بودند، اما این مدل توانست داده‌های تجربی بسیار خوبی را ارائه دهد، حتی در مورد ممبرین‌های پلی‌آمیدی کنونی نیز بدین‌گونه است.
 

خدمات و محصولات صنعتی
خدمات و محصولات تولیدی

بوقلمون سفید،وارد کننده جوجه بوقلمون و توزیع کننده جوجه بوقلمون یک روزه، جوجه بوقلمون یکماهه 
گروه تولیدی ‹‹ بهکام ››،لیوان کاغذی، لیوان تبلیغاتی، چاپ روی لیوان کاغذی
گروه صنعتی تجاری ماروت، فروش دستگاه لیوان کاغذی تولید لیوان کاغذی
انواع کفپوش مهد کودک ساخت شرکت ارسون فوم

 

تولید و ساخت صنعتی