Membran ultraturasan tiub ialah teknologi membran yang, di bawah tekanan, menggunakan resapan terpilih dan tindakan penapisan mekanikal membran untuk mencapai pemisahan yang cekap bagi komponen saiz zarah yang berbeza dalam larutan. Prinsip kerja terasnya terletak pada perbezaan antara saiz liang membran dan saiz zarah komponen dalam larutan suapan. Melalui reka bentuk saluran aliran tiub yang unik, mod penapisan-silang aliran dibentuk untuk menyekat kekotoran dan mengekalkan fluks yang stabil.
Dari perspektif mekanisme pemisahan, lapisan pemisahan membran ultraturasan tiub mempunyai saiz liang seragam antara nanometer hingga mikrometer, biasanya dalam julat 2-100 nanometer, sepadan dengan potongan berat molekul kira-kira 1,000-500,000 Dalton. Apabila larutan suapan mengalir melalui dinding dalam atau luar tiub membran di bawah tekanan tertentu (biasanya 0.1–0.5 MPa), molekul air dan-molekul zat terlarut kecil yang lebih kecil daripada saiz liang membran boleh meresap melalui lapisan membran ke bahagian meresap, membentuk resapan tulen. Sementara itu, zarah terampai, koloid, bakteria, protein, polisakarida, dsb., lebih besar daripada saiz liang membran dikekalkan oleh membran dan dilepaskan secara paksi di sepanjang tiub membran dengan pekat. Proses ini pada asasnya adalah penapisan fizikal, dipertingkatkan lagi oleh tolakan elektrostatik zarah bercas oleh cas permukaan membran, sekali gus meningkatkan ketepatan pemisahan.
Reka bentuk saluran aliran tiub adalah sokongan penting untuk prinsip kerjanya. Tidak seperti membran padat seperti membran gentian berongga, membran tiub menggunakan tiub sokongan berliang dengan diameter antara beberapa milimeter hingga berpuluh-puluh milimeter sebagai pembawa, mewujudkan aliran-silang laju-tinggi bagi larutan suapan di dalam atau di luar tiub. Corak aliran silang-ini memastikan sebahagian besar larutan suapan mengalir secara berterusan selari dengan permukaan membran, dengan hanya sejumlah kecil cecair yang meresap melalui lapisan membran, mengurangkan lapisan sempadan membran dengan berkesan dan merendahkan polarisasi kepekatan dan kadar pemendapan zat terlarut pada permukaan membran. Sementara itu, saluran aliran yang luas mengurangkan risiko tersumbat zarah. Walaupun dengan pepejal terampai tinggi atau penyelesaian suapan-kelikatan tinggi, penggosokan bergelora mengekalkan kebersihan permukaan membran, yang merupakan kunci kepada keupayaan antikotorannya yang unggul berbanding konfigurasi lain.
During operation, the coordinated control of pressure, flow rate, and temperature directly affects operational efficiency. Appropriately increasing pressure can increase flux, but excessive pressure will exacerbate membrane fouling and energy consumption. Maintaining a sufficiently high cross-flow velocity (typically >2 m/s) adalah penting untuk menyekat kekotoran. Pemanasan sederhana boleh mengurangkan kelikatan suapan dan meningkatkan kecekapan pemindahan jisim, tetapi ia mesti dikawal dalam julat rintangan suhu bahan membran.
Ringkasnya, membran ultrafiltrasi tiub, melalui mekanisme sinergistik "-didorong tekanan-pengayak saiz liang-rentas-penindasan kekotoran aliran," mencapai penjelasan yang cekap, kepekatan dan pecahan penyelesaian suapan kompleks. Prinsip kerjanya mengikut prinsip asas pengasingan membran manakala inovasi strukturnya mengatasi batasan teknologi membran tradisional dari segi antikotoran dan kebolehsuaian kepada keadaan operasi, menjadikannya penyelesaian yang boleh dipercayai untuk tugas pengasingan cecair yang mencabar.
