Cjevaste ultrafiltracijske membrane su membranska tehnologija koja, pod pritiskom, koristi selektivnu propusnost i mehaničko djelovanje prosijavanja membrane kako bi se postiglo učinkovito odvajanje komponenata različitih veličina čestica u otopini. Njegov temeljni princip rada leži u razlici između veličine pora membrane i veličine čestica komponenata u otopini za punjenje. Kroz jedinstveni dizajn cjevastog kanala protoka, formira se križni{2}}način filtracije za suzbijanje onečišćenja i održavanje stabilnog protoka.
Iz perspektive mehanizma razdvajanja, sloj razdvajanja cjevaste ultrafiltracijske membrane ima ujednačenu veličinu pora u rasponu od nanometara do mikrometara, obično u rasponu od 2-100 nanometara, što odgovara granici molekularne težine od približno 1.000-500.000 Daltona. Kada dovodna otopina teče kroz unutarnju ili vanjsku stijenku membranske cijevi pod određenim tlakom (obično 0,1–0,5 MPa), molekule vode i male-molekulske otopljene tvari manje od veličine pora membrane mogu prodrijeti kroz sloj membrane na stranu permeata, tvoreći pročišćeni permeat. U međuvremenu, membrana zadržava suspendirane čestice, koloide, bakterije, proteine, polisaharide itd., veće od veličine pora membrane i ispušta ih aksijalno duž membranske cijevi s koncentratom. Ovaj proces je u biti fizičko prosijavanje, dodatno poboljšano elektrostatskim odbijanjem nabijenih čestica površinskim nabojem membrane, čime se poboljšava točnost odvajanja.
Dizajn cjevastog kanala protoka ključna je podrška za njegov princip rada. Za razliku od kompaktnih membrana kao što su membrane od šupljih vlakana, cjevaste membrane koriste porozne potporne cijevi promjera od nekoliko milimetara do desetaka milimetara kao nosač, stvarajući -brzi-protok dovodne otopine unutar ili izvan cijevi. Ovaj -uzorak unakrsnog protoka osigurava da većina otopine za napajanje kontinuirano teče paralelno s površinom membrane, sa samo malom količinom tekućine koja prodire kroz sloj membrane, učinkovito smanjujući granični sloj membrane i smanjujući polarizaciju koncentracije i brzinu taloženja otopljenih tvari na površini membrane. U međuvremenu, široki kanali protoka smanjuju rizik od začepljenja česticama. Čak i s visokom količinom suspendiranih krutih tvari ili visoko{7}}viskoznim otopinama za punjenje, turbulentno ribanje održava čistoću površine membrane, što je ključno za njezinu superiornu sposobnost protiv obraštanja u usporedbi s drugim konfiguracijama.
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) ključna je za suzbijanje obraštanja. Umjereno zagrijavanje može smanjiti viskoznost sirovine i poboljšati učinkovitost prijenosa mase, ali se mora kontrolirati unutar raspona temperaturne otpornosti materijala membrane.
Ukratko, cjevaste ultrafiltracijske membrane, putem sinergističkog mehanizma "tlakom-pokrenutog-prosijavanja veličinom pora-poprečnog-suzbijanja onečišćenja protoka," postižu učinkovito bistrenje, koncentraciju i frakcioniranje složenih otopina za punjenje. Njegovo načelo rada slijedi osnovna načela membranskog odvajanja dok njegova strukturna inovacija nadilazi ograničenja tradicionalne membranske tehnologije u smislu antivegetacije i prilagodljivosti radnim uvjetima, što ga čini pouzdanim rješenjem za izazovne zadatke odvajanja tekućina.
