[Introducción] Las membranas de separación, como materiales con una permeabilidad selectiva especial, permiten la separación, purificación y concentración precisas de sustancias a nivel molecular o de partículas microscópicas. Se utilizan ampliamente en numerosos sectores clave, como el tratamiento de aguas, la alimentación y bebidas, la industria farmacéutica, la química y petroquímica, y la energía. La estabilidad de su rendimiento determina directamente la eficiencia de la producción y la calidad del producto en estas industrias relacionadas. La propiedad de barrera a los gases, un indicador clave para evaluar el rendimiento de las membranas de separación, es crucial para garantizar la pureza y la eficiencia de la separación. Las siguientes secciones ofrecen un análisis sistemático que abarca la clasificación, los métodos de prueba, los instrumentos principales y los resultados de las pruebas reales.

▍1. Clasificación de las membranas de separación

La capacidad de separación de las membranas se basa en su permeabilidad selectiva. Los diferentes tipos de membranas de separación logran la separación de sustancias mediante diferentes principios, y la propiedad de barrera a los gases afecta directamente la pureza y la eficiencia del proceso de separación.

Membranas de microfiltración/ultrafiltración:

Utilice el cribado del tamaño de poro de la membrana para la separación sólido-líquido o de macromoléculas (p. ej., interceptación de sólidos suspendidos en el tratamiento de aguas residuales o separación de proteínas en productos biofarmacéuticos). Unas propiedades de barrera de gases insuficientes pueden provocar la permeación de gases con impurezas, lo que afecta la pureza del producto.

Membranas de ósmosis inversa/nanofiltración:

Dependen de la permeación selectiva bajo presión para la desalinización o la separación de moléculas pequeñas (p. ej., desalinización de agua de mar o ablandamiento de agua potable). Una barrera de gases deficiente puede reducir el flujo de agua y la velocidad de desalinización.

Membranas de pervaporación (por ejemplo, membrana de PVA):

Se utiliza para separar mezclas con punto de ebullición cercano, como mezclas de alcohol y agua o de compuestos orgánicos y agua. La propiedad de barrera de gases determina directamente la selectividad de la separación: si el gas objetivo permea fácilmente, la eficiencia de la separación puede verse significativamente comprometida.

Membranas cerámicas inorgánicas (por ejemplo, membrana de alúmina):

Adecuados para la separación en condiciones de alta temperatura y alta corrosión (p. ej., filtración de fluidos a alta temperatura en la industria química). Su propiedad de barrera, junto con su resistencia mecánica, determina la estabilidad de la separación en entornos hostiles.

▍2. Método de prueba

Los indicadores de rendimiento de las membranas de separación incluyen la eficiencia de separación, el flujo, las propiedades de barrera, la estabilidad y la vida útil. Entre estos, las pruebas de propiedades de barrera son clave para evaluar el rendimiento integral de las membranas de separación, determinando directamente su idoneidad y fiabilidad en aplicaciones complejas. Con referencia a la norma GB/T 1038.1-2022 "Plásticos - Películas y láminas - Determinación de la tasa de transmisión de gas - Parte 1: Método de presión diferencial", el método de presión diferencial se adopta como el método de prueba principal. Este método cuantifica la velocidad a la que el gas permea la membrana mediante el establecimiento de una diferencia de presión a través de ella, y es adecuado para evaluar el rendimiento de barrera de gas de diversos materiales de membrana/lámina, incluyendo membranas de separación de gases y materiales de embalaje.

▍3. Instrumento de prueba

Nuestra empresa se ha centrado durante mucho tiempo en la innovación tecnológica y el desarrollo de productos de membranas de separación. Para evaluar con precisión las características de transmisión de gas de las membranas de separación fabricadas con diferentes materiales, utilizamos nuestro comprobador de velocidad de transmisión de gas N530 2.0 de desarrollo propio para probar las propiedades de barrera de gas de las membranas de pervaporación basadas en PVA y las membranas cerámicas basadas en alúmina durante una investigación exhaustiva

El instrumento cumple estrictamente con GB/T 1038.1-2022 (un estándar fundamental para pruebas de membranas de separación), la Farmacopea China (25.ª edición) y otras especificaciones nacionales e internacionales, lo que garantiza que los datos de prueba se correspondan en gran medida con el rendimiento de separación real de las membranas, proporcionando así un respaldo autorizado para I+D e inspección de calidad.

Probador de velocidad de transmisión de gas por método de presión diferencial 530 20

▲ Probador de velocidad de transmisión de gas N530 2.0

▍4. Resultados de la prueba

1. Condiciones de la prueba:

Temperatura ambiente del centro de pruebas: 23 °C, humedad: 50 % de humedad relativa

Temperatura de prueba: 23 °C.

Muestras de prueba: Membrana de PVA de una sola capa, membrana de PVA de triple capa, membrana de cerámica de alúmina (3 muestras paralelas por grupo).

2. Resultados reales:

Una vez concluida la prueba, los resultados se mostraron en el software de prueba. Los resultados de esta prueba son los siguientes:

Normalmente, esto sería una tabla o gráfico que muestra los resultados específicos de la tasa de transmisión de gas (GTR) para cada tipo de muestra, probablemente indicando una GTR muy baja para la membrana de cerámica y una GTR variable para las membranas de PVA, y se espera que el PVA de triple capa tenga una GTR más baja que el de una sola capa.

▍5. Conclusión

La innovación y la modernización de las aplicaciones de la tecnología de membranas de separación dependen en gran medida de un sistema de evaluación del rendimiento preciso y fiable. Las pruebas de propiedades de barrera de gas, como componente fundamental de este sistema, proporcionan una base científica directa para el desarrollo de materiales, la optimización de procesos y la selección específica para cada situación. El comprobador de velocidad de transmisión de gas N530 2.0, con sus ventajas clave de amplia adaptabilidad, alto cumplimiento de los estándares y alta precisión de las pruebas, se ha convertido en el equipo de prueba preferido en la industria de las membranas de separación. Aborda eficazmente los retos de la evaluación de las propiedades de barrera de membranas de separación fabricadas con diferentes materiales y basadas en diferentes principios de separación.