Abstrakt pracy: „Modelowanie nanofiltracji”

praca inżynierska, autor: Jakub Sznycer

Na początku pracy znajduję się odpowiedź na pytania: co to jest modelowanie i do czego jest wykorzystywane. Omówione są rodzaje modelowania oraz jest podana klasyfikacja membran wykorzystywanych do rozdzielania mieszanin. Klasyfikacja membran uwzględnia pochodzenie membrany, materiału z jakiego jest wykonana, morfologii, struktury oraz sposobów wytwarzania. Następnie omówiono proces nanofiltracji, który jest jedną z najmłodszych technik separacji membranowych. Kolejnym punktem pracy jest omówienie poszczególnych modeli nanofiltracji takich, jak model transportu w porach, którego podstawą jest równanie Carmana-Kozeny`ego, za pomocą którego można opisać strumień rozpuszczalnika przechodzącego przez membranę oraz mechanizm sitowy, który polega na przepuszczaniu cząsteczek o mniejszej średnicy niż średnica porów, a zatrzymywaniu cząstek, których średnica jest większa od średnicy porów. Kolejny omawiany model to model rozpuszczalnościowo-dyfuzyjny (MRD), który zakłada najpierw rozpuszczanie się składnika permeującego w membranie, a następnie jego dyfuzję. Kolejnym modelem jest model Nernsta-Plancka, który jest dokładniejszy od MRD, ponieważ uwzględnia dodatkowo zjawisko konwekcji oraz wpływ potencjału elektrycznego.

Zasadniczym elementem pracy jest przedstawienie wyników wykonanych symulacji komputerowych przy pomocy programu ICAS-MoT dla modelu Nernsta-Plancka, dla mieszaniny dwuskładnikowej gliceryna-woda. Dane niezbędne do przeprowadzenia symulacji zostały zaczerpnięte z artykułu Bowena i Welfoota [6]. W końcowej części przedstawiono porównanie wyników symulacji z danymi eksperymentalnymi oraz przedstawiono wpływu parametrów fizykochemicznych (współczynnik dyfuzji) oraz parametrów procesowych (stężenie substancji rozdzielanej, przyłożonego ciśnienia oraz promienia porów) na separację analizowanej mieszaniny.