Бичил шүүлтүүрийн хэт шүүлтүүр ба нано шүүлтүүрийн гол ялгаа нь мембран дахь нүх сүвний хэмжээ юм. Бичил шүүлтүүр нь жижиг хэмжээтэй нүхтэй мембраныг ашигладаг бол хэт шүүлтүүр нь жижиг хэмжээтэй нүхтэй мембраныг ашигладаг боловч нүх сүвний хэмжээ нь бөөмийн хэмжээнээс аравны нэг орчим байхаар хийгдсэн байдаг. Харин нано шүүлтүүр нь нано хэмжээний нүхтэй мембраныг ашигладаг.
Бүх бичил шүүлтүүр, хэт шүүлтүүр болон нано шүүлтүүр нь салгах процесст хэрэгтэй мембран шүүлтүүрийн аналитик аргуудын нэг төрөл юм. Эдгээр аргууд нь голчлон үйл явцын цэвэршүүлэх алхмуудад хэрэгтэй.
Бичил шүүлтүүр гэж юу вэ?
Бичил шүүлтүүр нь шүүлт хийхэд тустай аналитик арга юм. Бохирдсон шингэнийг энэ шингэнээс бичил биетэн болон түдгэлзүүлсэн тоосонцорыг салгахын тулд бичил нүхтэй мембранаар дамжуулж болно. Энэхүү аналитик аргыг ихэвчлэн хэт шүүлтүүр ба урвуу осмос гэх мэт бусад ялгах процессуудтай хамт ашигладаг. Энэ нь ямар ч хүсээгүй бохирдуулагч агуулаагүй бүтээгдэхүүний урсгалыг хангана.
Зураг 01: Бичил шүүлтүүрийн систем
Ихэвчлэн микро шүүлтүүр нь хэт шүүлтүүр гэх мэт салгах техникт чухал ач холбогдолтой урьдчилсан эмчилгээний арга болдог. Түүнчлэн, бид үүнийг мөхлөгт хэвлэл мэдээллийн шүүлтүүрийн процессын дараах эмчилгээний үе шат болгон ашиглаж болно. Ихэвчлэн бичил шүүлтүүрийн нүхний хэмжээ 0.1-10 микрометрийн хооронд хэлбэлздэг. Энэхүү шүүлтүүрт ашигладаг мембранууд нь тунадас, замаг, эгэл биетэн, том бактериудыг нэвтрүүлэхээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор тусгайлан бүтээгдсэн. Цаашилбал, эдгээр шүүлтүүр нь усны молекул, натри, хлоридын ион зэрэг нэг валентын төрөл зүйл, шингэнд ууссан байгалийн органик бодис, жижиг коллоид, вирус зэрэг ионы материалыг нэвтрүүлэх хандлагатай байдаг.
Бичил шүүлтүүрийн процессын энэ аргын хувьд бид шингэнийг мембранаар өндөр хурдтайгаар (ойролцоогоор 1-3м/с) нэвтрүүлэх шаардлагатай. Энд бид хагас нэвчилттэй мембрантай зэрэгцээ буюу шүргэгч бага ба дунд зэргийн даралтыг ашиглаж болно. Мембран нь ихэвчлэн хуудас эсвэл хүснэгт хэлбэртэй байдаг. Мембран шүүлтүүрээр шингэнийг нэвтрүүлэхийн тулд бид шахуургыг ашиглаж болно. Энэ насос нь даралтаар эсвэл вакуумаар ажилладаг.
Бичил шүүлтүүрийн хэд хэдэн хэрэглээ байдаг бөгөөд үүнд эгэл биет гэх мэт эмгэг төрүүлэгч бичил биетүүдийг устгах, булингарыг арилгах, ариутгах, газрын тос боловсруулах, сүүн бүтээгдэхүүн боловсруулах, эсийн шөлийг тодруулах, цэвэршүүлэх, декстрозыг тодруулах гэх мэт ус цэвэршүүлэх зэрэг олон төрлийн хэрэглээ байдаг.
Хэт шүүлтүүр гэж юу вэ?
Хэт шүүлтүүр нь даралт, концентрацийн градиент зэрэг хүчийг хагас нэвчүүлэх мембранаар ялгахад ашигладаг аналитик арга юм. Энэ аргын хувьд өндөр молекул жинтэй түдгэлзүүлсэн бодисууд мембранаар дамжих боломжгүй, харин ус болон бага молекулын уусмалууд дамжин өнгөрч болно. Мембранаар дамжих боломжгүй үлдэгдлийг ретентат гэж нэрлэдэг бол шүүлтүүрээр дамжин өнгөрөх хэсгийг нэвчилт буюу шүүлт гэж нэрлэдэг. Энэ арга нь алхмуудыг цэвэрлэх, төвлөрүүлэхэд тустай.
Зураг 02: Хөндлөн урсгалын техник
Үндсэндээ хэт шүүлтүүр нь микро шүүлтүүртэй төстэй, учир нь эдгээр хоёр арга хоёулаа хэмжээг хасах эсвэл бөөмс барих аргын дагуу ялгадаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь мембраны хийг ялгахаас үндсэндээ ялгаатай, учир нь сүүлийнх нь шингээх арга, тархалтыг ашиглан салгах явдал юм.
Ерөнхийдөө хэт шүүлтүүрт ашигладаг мембраны нүхний хэмжээ нь ялгах бөөмийн хэмжээний аравны нэг байх ёстой. Тиймээс энэ нь мембранаар дамжин том тоосонцор орохыг хязгаарладаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь нүх сүвээр дамжин жижиг тоосонцор орж, нүхний гадаргуу руу шингээх боломжийг хязгаарладаг. Тэд орох хаалгыг хааж чаддаг тул тоосонцорыг зайлуулахын тулд хөндлөн урсгалын хурдыг энгийн тохируулга хийх шаардлагатай.
Нано шүүлтүүр гэж юу вэ?
Нано шүүлтүүр нь усыг зөөлрүүлж, ариутгахад голчлон мембран шүүлтүүрийг ашигладаг аналитик арга юм. Энэ нь нүх сүвний хэмжээг нано хэмжээстээр ашигладаг мембран шүүлтүүрийн нэг төрөл юм. Нүхний хэмжээ 1-10 нм хооронд хэлбэлздэг. Энэ нүхний хэмжээ нь микро шүүлтүүр ба хэт шүүлтүүрийн нүхний хэмжээнээс бага байдаг. Гэхдээ нүхний хэмжээ нь урвуу осмос дахь нүхний хэмжээнээс харьцангуй том байна.
Зураг 03: Давсгүйжүүлэх нано шүүлтүүр
Ерөнхийдөө бидний нано шүүлтүүрт ашигладаг мембраныг бэлтгэхэд ашиглаж болох мембранууд нь полимер нимгэн хальс юм. Энэ төрлийн хальсыг бэлтгэхийн тулд бид полиэтилен терефталат эсвэл хөнгөн цагаан зэрэг металлыг ашиглаж болно. Мөн бид эдгээр мембраны нүхжилтийн хэмжээг рН, температур болон нүхжилтэд шаардагдах хугацааг хянах замаар хянах боломжтой.
Нано шүүлтүүрийн техникийг нарийн хими болон эм зүй, газрын тос, нефтийн хими, задгай хими, анагаах ухаан, байгалийн эфирийн тос болон түүнтэй төстэй бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх гэх мэт олон төрлийн хэрэглээ байдаг.
Бичил шүүлтүүрийн хэт шүүлтүүр ба нано шүүлтүүр хоёрын ялгаа юу вэ?
Бичил шүүлтүүрийн хэт шүүлтүүр ба нано шүүлтүүрийн гол ялгаа нь мембран дахь нүх сүвний хэмжээ юм. Бичил шүүлтүүр нь жижиг хэмжээтэй нүхтэй мембраныг ашигладаг бол хэт шүүлтүүр нь жижиг хэмжээтэй нүхний хэмжээтэй мембраныг ашигладаг боловч нүх сүвний хэмжээ нь бөөмийн хэмжээнээс аравны нэг орчим байхаар хийгдсэн байдаг. Харин нано шүүлтүүр нь нано хэмжээний нүхтэй мембраныг ашигладаг.
Доорх инфографик нь бичил шүүлтүүрийн хэт шүүлтүүр ба нано шүүлтүүрийн ялгааг зэрэгцүүлэн харьцуулахын тулд хүснэгт хэлбэрээр жагсаасан болно.
Тойм – Бичил шүүлтүүр ба Хэт шүүлтүүр ба Нано шүүлтүүр
Бичил шүүлтүүрийн хэт шүүлтүүр ба нано шүүлтүүрийн гол ялгаа нь мембран дахь нүх сүвний хэмжээ юм. Бичил шүүлтүүр нь жижиг хэмжээтэй нүхтэй мембраныг ашигладаг бол хэт шүүлтүүр нь жижиг хэмжээтэй нүхний хэмжээтэй мембраныг ашигладаг боловч нүх сүвний хэмжээ нь бөөмийн хэмжээнээс аравны нэг орчим байхаар хийгдсэн байдаг. Харин нано шүүлтүүр нь нано хэмжээний нүхтэй мембраныг ашигладаг.
