ট্রান্সমেমব্রেন প্রেসার (টিএমপি) ফিড সাইড (মেমব্রেন ফাইবারের বাইরে) থেকে পার্মিট সাইডে (ঝিল্লি তন্তু বা সংগ্রহ চেম্বারের ভিতরে) একটি আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেনের মাধ্যমে জল (বা ভেদ) চালিত করার জন্য প্রয়োজনীয় গড় চালিকা শক্তিকে বোঝায়। এটি ঝিল্লি বিচ্ছেদ প্রক্রিয়ার মৌলিক চালিকা শক্তি।
TMP ঝিল্লির অন্তর্নিহিত প্রতিরোধ, ঘনত্ব মেরুকরণ স্তর এবং কেক স্তর (দূষক) প্রতিরোধকে অতিক্রম করার জন্য প্রয়োজনীয় মোট চাপকে প্রতিফলিত করে।
বাহ্যিক চাপের আল্ট্রাফিল্ট্রেশনে, ফিড জল প্রবাহিত হয় এবং ঝিল্লি তন্তুগুলির বাইরে চাপ দেওয়া হয়, যখন পারমিট সংগ্রহের জন্য ফাইবারগুলির ভিতরে ফাঁপা চ্যানেলগুলিতে ঝিল্লির প্রাচীরের মধ্য দিয়ে যায়। অতএব, প্রয়োগ করা চাপ প্রাথমিকভাবে ঝিল্লি তন্তুগুলির বাইরের দিকে থাকে, যখন পারমিট চাপ সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের কাছাকাছি থাকে বা সামান্য বেশি (সিস্টেম ডিজাইনের উপর নির্ভর করে)।
বাহ্যিক চাপ আল্ট্রাফিল্ট্রেশনের জন্য TMP গণনা এর অনন্য প্রবাহ চ্যানেল গঠন এবং চাপ বন্টন বোঝার প্রয়োজন। ঝিল্লি বাধা (ঝিল্লি প্রাচীর) জুড়ে গড় চাপ ডিফারেনশিয়াল গণনা করার মূল বিষয়।
1. আদর্শ সরলীকৃত মডেল
সমস্ত ঝিল্লি তন্তু সমান্তরাল এবং অভিন্ন সহ একটি আদর্শ বহিরাগত চাপ ঝিল্লি মডিউল অনুমান করুন। ফিড ওয়াটার সমানভাবে বিতরণ করা হয় এবং মেমব্রেন ফাইবার বান্ডিলের বাইরে প্রবাহিত হয়। পারমিট ঝিল্লির ফিলামেন্টের মধ্য দিয়ে সংগ্রহের টিউবের দিকে প্রবাহিত হয়, পথ বরাবর নগণ্য প্রতিরোধের সাথে (বা ধ্রুবক চাপ)। ঘনত্ব মেরুকরণ এবং ফাউলিং (অর্থাৎ, নতুন ঝিল্লির জন্য বা অবিলম্বে পরিষ্কার করার পরে) অবহেলিত হয়।
এই আদর্শ অবস্থার অধীনে, TMP অনুমান করা যেতে পারে: TMP ≈ Pfeed - Ppermeate
Pfeed: মেমব্রেন মডিউলের ফিড ওয়াটার ইনলেটে চাপ (মেমব্রেন ফিলামেন্টের বাইরে গড় চাপের প্রতিনিধিত্ব করে)।
পারমিট: মেমব্রেন মডিউলের পারমিট আউটলেটে চাপ (মেমব্রেন ফিলামেন্টের ভিতরে গড় চাপের প্রতিনিধিত্ব করে)।
কেন এটা "আনুমানিক"? একটি আদর্শ ইউনিফর্ম মডেলে, ঝিল্লি ফিলামেন্টের বাইরের চাপ ধীরে ধীরে প্রবাহের পথে (ইনলেট থেকে আউটলেট পর্যন্ত) প্রতিরোধের কারণে হ্রাস পায়। কঠোরভাবে বলতে গেলে, প্রতিটি মেমব্রেন ফিলামেন্টে চাপের পার্থক্যকারী কাজ বিভিন্ন স্থানে পরিবর্তিত হয়। Pfeed ইনলেট চাপের একটি "অতিরিক্ত" গড় প্রতিনিধিত্ব করে, যখন Ppermeate সাধারণত কম থাকে এবং খুব বেশি পরিবর্তিত হয় না। এই সরলীকরণটি প্রায়শই প্রাথমিক অনুমান বা কম-ফ্লাক্স অপারেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
2. ইঞ্জিনিয়ারিং গণনা পদ্ধতি
প্রকৃত ক্রিয়াকলাপের সময় ঝিল্লি তন্তু বরাবর চাপ হ্রাসের প্রভাবকে আরও সঠিকভাবে প্রতিফলিত করার জন্য, TMP সাধারণত মেমব্রেন মডিউলের ফিড/রিটেন্টেট পাশের খাঁড়ি এবং আউটলেট চাপের গড় ব্যবহার করে গণনা করা হয়। সূত্রটি নিম্নরূপ:
TMP=[(Pfeed + Pretentate) / 2] - Permeate
Pfeed: মেমব্রেন মডিউলের ফিড/রিটেন্টেট ইনলেটে পরম চাপ (সাধারণত চাপ গেজ দিয়ে পরিমাপ করা হয়)।
Pretentate: মেমব্রেন মডিউলের প্রত্যাখ্যান/পুনর্ব্যবহৃত জলের আউটলেটে পরম চাপ (সাধারণত একটি চাপ গেজ দিয়ে পরিমাপ করা হয়)। মৃত-শেষ পরিস্রাবণের জন্য (কোন প্রত্যাখ্যান ডিসচার্জ নয়), প্রিটেন্টেট তাত্ত্বিকভাবে Pfeed এর সমান (পথে ন্যূনতম ক্ষতি উপেক্ষা করে)। যাইহোক, ক্রস-প্রবাহ পরিস্রাবণে (রিজেক্ট রিসাইকেল বা ডিসচার্জ সহ), প্রিটেন্টেট Pfeed থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে কম।
পারমিট: মেমব্রেন মডিউলের পারমিট আউটলেটে পরম চাপ (সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের কাছাকাছি, চাপ গেজ দিয়ে পরিমাপ করা হয় বা অনুমান করা হয়)। যদি পারমিট সংগ্রহের সিস্টেমে একটি ব্যাকপ্রেশার ভালভ বা লিফট পাম্প থাকে তবে এই অবস্থানে প্রকৃত চাপ অবশ্যই পরিমাপ করা উচিত।
(Pfeed + Pretentate)/2: এই গণনাটি জল প্রবাহের দিক বরাবর ঝিল্লি ফিলামেন্টের (ফিড/রিটেন্টেট সাইড) বাইরে গড় চাপ গণনা করে। এটি সমগ্র গণনার মূল উন্নতি।
Pfeed হল ঝিল্লি ফিলামেন্টের শুরুতে সর্বোচ্চ চাপ। প্রিটেন্টেট হল মেমব্রেন ফিলামেন্টের শেষ বিন্দুতে (ক্রস-প্রবাহ মোডে) সর্বনিম্ন চাপ।
এই দুটি মানের গড় নিলে ঝিল্লির ফিলামেন্টের পুরো দৈর্ঘ্য বরাবর বাহ্যিক চাপের গড়কে আরও সঠিকভাবে উপস্থাপন করা হয়। এটি Pfeed ব্যবহার করার চেয়ে প্রকৃত গড় চালিকা শক্তির কাছাকাছি।
পারমিট: এই গণনাটি ঝিল্লির ফিলামেন্টের (পারমিট সাইড) ভিতরের চাপ হ্রাস করে। যেহেতু ঝিল্লি ফিলামেন্টের মধ্যে চ্যানেলগুলির মধ্য দিয়ে পারমিট প্রবাহিত হয়, এটির চাপ সাধারণত কম থাকে এবং পথের ড্রপটি ন্যূনতম (ছোট চ্যানেল এবং অপেক্ষাকৃত কম প্রবাহের হারের কারণে)। অতএব, আউটলেট চাপ Ppermeate ব্যবহার করে সমগ্র পারমিট দিকের জন্য গড় চাপ হিসাবে একটি যুক্তিসঙ্গত অনুমান।
কেন এই পদ্ধতি আরো সঠিক?
চাপের গ্রেডিয়েন্ট প্রতিফলিত করা: বহিরাগত চাপ আল্ট্রাফিল্ট্রেশন মেমব্রেন ফিলামেন্টের বাইরের চাপ খাঁড়ি থেকে আউটলেট পর্যন্ত রৈখিকভাবে (প্রায়) হ্রাস পায়। ইনলেট এবং আউটলেট চাপের গড় একটি একক{{1}বিন্দু চাপের চেয়ে পুরো সক্রিয় ঝিল্লি এলাকায় গড় চাপ পরিবেশকে ভালভাবে উপস্থাপন করে।
নিম্নলিখিত প্রধান অপারেটিং মোডগুলিতে প্রযোজ্য:
ডেড-শেষ পরিস্রাবণ: Pfeed ≈ Pretentate (বাটারফ্লাই ভালভ বন্ধ বা প্রবাহের হার অত্যন্ত কম)। সমীকরণটি TMP ≈ Pfeed - পারমিটে পরিণত হয়, যা সরলীকৃত মডেলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
ক্রস-প্রবাহ পরিস্রাবণ: Pretentate < Pfeed. গড় মান (Pfeed + Pretentate)/2 Pfeed-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম, প্রবাহ প্রতিরোধের ক্ষতির কারণে ঝিল্লির বাইরে গড় চাপ কমে যাওয়াকে আরও সঠিকভাবে প্রতিফলিত করে।