A New Method for Identifying Osmotically Limited and Gel Layer Controlled Pressure Independent Flux in Ultrafiltration

Authors

  • S. K. Zaidi,

    1. Department of Chemical Engineering, University of Ottawa, Ottawa, ON Canada K1A 9B4
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  • S. K. Karode,

    1. Institute for Chemical Process and Environmental Technology, National Research Council of Canada, 1200 Montreal Road, Ottawa, ON Canada K1A 0R6
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  • D Kirpalani,

    1. Institute for Chemical Process and Environmental Technology, National Research Council of Canada, 1200 Montreal Road, Ottawa, ON Canada K1A 0R6
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  • A Kumar

    Corresponding author
    1. Institute for Chemical Process and Environmental Technology, National Research Council of Canada, 1200 Montreal Road, Ottawa, ON Canada K1A 0R6
    • Institute for Chemical Process and Environmental Technology, National Research Council of Canada, 1200 Montreal Road, Ottawa, ON Canada K1A 0R6
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Abstract

An unequivocal determination of whether pressure independent flux regime is osmotically controlled or gel layer dominated, is still open for discussion in the membrane literature. The present work reports a method that could be used to address this issue. It is shown that analysis of post steady state transient filtration data leads to clear demarcation of osmotically limited and gel layer controlled filtration. The method proposed in this work can also be used to estimate the additional filtration resistance offered by the polarization layer to the permeate flow in macromolecular ultrafiltration and has been verified experimentally. It has also been shown that the polarization layer thickness is not sensitive to the feed pressure but varies as a function of the bulk solute concentration; higher the bulk concentration, thicker is the polarization layer.

Abstract

Une détermination claire de si le régime indépendant de flux de pression est osmotiquement contrôlé ou la couche de gel dominée est encore ouverte pour la discussion dans la littérature de membrane. Le travail actuel indique une méthode qui pourrait être employée pour aborder cette question. On lui montre que l'analyse des données passagères de filtration d'état d'équilibre ultérieur mène à la délimitation claire de la filtration contrôlée par couche osmotiquement limitée et filtration contôlée par une couche de gel. La méthode proposée dans ce travail peut également être employée pour estimer la résistance supplémentaire de filtration offerte par la couche de polarisation à l'écoulement perméable dans l'ultrafiltration macromoléculaire. La méthode proposée a été vérifiée expérimentalement. Il y a aussi eu démonstration que l'épaisseur de couche de polarisation n'est pas sensible à la pression d'alimentation mais change en fonction de la concentration en bloc de corps dissous; plus élevée est la concentration en bloc, plus profondément est la couche de polarisation.

Ancillary