Flachmembran-TFC-RO-Gießsystem
Ein Flachmembran-Gießsystem besteht im Wesentlichen aus vier Kernkomponenten: dem System zur Spinnlösungsaufbereitung und -zuführung, dem Rakel-/Gießsystem, dem System zur Phasenumkehr und Erstarrung sowie dem Nachbehandlungs- und Wickelsystem. Die Leistungsfähigkeit und Stabilität der Flachmembran-Gießanlage bestimmen die Qualität und die Eigenschaften der fertigen Membran. Dank elf Jahren Erfahrung und Forschung & Entwicklung hat Trustech das Heizsystem SteadyiCore Ultra 2.0, das Mischsystem TitanMix Pro 4.0 und den Motorantrieb StoutDrive 2.0 optimiert. Diese Trustech-Technologien ermöglichen eine präzise Temperaturregelung und gleichmäßige Wärmeübertragung. Dadurch werden die Stabilität und Zuverlässigkeit der Flachmembran-Spinnmaschine verbessert, Rüst- und Produktionsausfallzeiten reduziert und die Gesamteffizienz des Spinnprozesses im Vergleich zum Stand vor der Modernisierung um 4,7 % gesteigert.
Zur Herstellung von Umkehrosmosemembranen (RO-Membranen) auf dem gegossenen Träger mittels des Dünnschicht-Kompositverfahrens (TFC) wird ein Grenzflächenpolymerisationsmodul (IP-Modul) nach den Gieß- und Verfestigungsabschnitten integriert:
- Vorbereitung des Trägermaterials: Das phaseninvertierte Trägermaterial (z. B. Polysulfon oder PES) wird konditioniert, gewaschen und oberflächenbehandelt, um die gewünschte Porosität, Oberflächenenergie und den gewünschten Restlösungsmittelgehalt zu erreichen.
- Imprägnierung mit wässrigen Aminen: Der bewegliche Träger wird mittels Tauchbad, Schlitzdüse oder Sprühsystem gleichmäßig mit einer wässrigen Diaminlösung (üblicherweise m-Phenylendiamin, mit Additiven zur Einstellung der Reaktivität und Oberflächenladung) gesättigt. Überschüssiges Material wird durch Walzen oder Luftmesser zur präzisen Dosierung abgetragen.
- Reaktion organischer Acylchloride: Der mit Aminen benetzte Träger wird mit einer organischen Phase in Kontakt gebracht, die Trimesoylchlorid (TMC) oder alternative Acylchloride in einem unpolaren Lösungsmittel (z. B. Isopar) enthält. An der Grenzfläche zwischen den nicht mischbaren Phasen bildet sich durch rasche Polymerisation eine ultradünne, selektive Polyamidschicht.
- Aushärtung und Nachbehandlung: Kurze thermische Aushärtung, kontrollierte Trocknung und optionale wässrige Nachbehandlungen (z. B. NaHCO₃-Abschreckung, Spülung mit Tensiden) stabilisieren das Polyamidnetzwerk und entfernen Reagenzreste. Oberflächenmodifizierungsschritte (z. B. milde Chlorierung, Beschichtung) können Permeabilität, Salzrückhaltung und Foulingresistenz weiter optimieren.
- Abschließende Wicklung und Lagerung: Die fertige TFC-RO-Folie wird geprüft, eingeschnitten und unter kontrollierter Spannung und Luftfeuchtigkeit aufgewickelt, um die Integrität der Membran zu erhalten.
Durch die Hinzufügung des TFC/IP-Bereichs – komplett mit präziser Durchflussverteilung, Temperaturregelung und synchronisierter Bahnführung – wandelt das System hochwertige Gussträger in RO-Membranen mit hoher Rückhalterate und hohem Durchfluss um und erhält gleichzeitig die Produktionsvorteile, die ein stabiles und präzises Gießsystem bietet.
Kernabschnitte der Flachmembrangießmaschine
Die Kernkomponenten sind der Mischtank und die Präzisionsförderpumpe. Polymerkonzentration, Additive, Temperatur und Viskosität der Gießmasse werden streng kontrolliert, um eine stabile Rheologie zu gewährleisten.
Dies ist der Kernbereich der Filmbildung. Zu den wichtigsten Ausrüstungsgegenständen gehören die Rakel bzw. die Extrusionsdüse. Präzise Steuerung des Rakelspalts, des Rakelwinkels zum Substrat und der Spannung des Vliesstoffsubstrats.
Je nach Verfahren handelt es sich entweder um ein Koagulationsbad für NIPS oder eine Kühlzone für TIPS. Die Temperatur und die chemische Zusammensetzung des Koagulationsbads (bei NIPS) bzw. der Temperaturgradient und die Luftgeschwindigkeit in der Kühlzone (bei TIPS) müssen präzise kontrolliert werden. Diese Parameter bestimmen die Phasentrennungskinetik und damit direkt die Mikroporenstruktur, die Oberflächenporengröße und die Porosität der Membran.
Die Anlage umfasst im Wesentlichen Waschtanks und eine Wickelmaschine. Die Reinheit, Temperatur und Anzahl der Waschstufen des Waschwassers werden kontrolliert, um das Lösungsmittel gründlich zu entfernen. Wickelspannung und -geschwindigkeit werden präzise gesteuert, um Faltenbildung oder Dehnung zu vermeiden und so die Planheit und mechanische Integrität des Endprodukts zu gewährleisten.
Wichtige Steuerungsparameter
Kernabschnitte | Parameter |
Dope-Aufbereitungs- und -Verabreichungssystem | |
Polymerkonzentration | 16,70 Gew.-% (PVDF/PES in DMAC) |
Lösungsmittelreinheit | ≥ 99% |
Beschichtungsdicke | 50 μm |
Klingenspaltgenauigkeit | ± 10 μm |
Rakel-/Gießsystem | |
Effektive Beschichtungslänge | 800 mm |
Beschichtungsdicke | 50 μm |
Phasenumkehr- und Erstarrungssystem | |
Koagulationsbadtemperatur | 27 °C |
Badewannenlänge | 3 m |
Förderbandgeschwindigkeit | 5 m/min |
Spülfluss (Reinwasser) | 5 l/min |
Trocknungstemperatur | 80 °C |
Luftfeuchtigkeit | ≤ 30% RH |
Nachbehandlungs- und Wickelsystem | |
Heißpresstemperatur | 70 °C |
Druck | 0,3 MPa |
Wicklungsspannung | 0.5 N |
Geeignete Materialien
Kundenmembranbeispiele
Kurze Einführung
Trustech ist ein führendes Unternehmen, das sich auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung von Hohlfasermembran-Spinnmaschinen und Spinndüsen spezialisiert hat. Diese Spinnmaschinen und Spinndüsen finden breite Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter Wasseraufbereitung, Gastrennung, Hämodialyse, ECMO (extrakorporale Membranoxygenierung), Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung, Biotechnologie und Chemieingenieurwesen.
Trustech ist nicht nur führend bei Hohlfasermembran-Spinndüsen, die die FCT-Technologie der 5. bis 8. Generation entwickeln, sondern auch bei Hohlfasermembran-Spinnmaschinen und Flachmembran-Gießsystemen. Dank herausragender Forschung und Entwicklung sowie hoher Qualität ist Trustech im chinesischen High-End-Markt etabliert. Das Unternehmen hat seine Spinnanlagen optimiert, um Präzision und Stabilität zu verbessern, und wichtige Subsysteme wie das Heizsystem SteadyiCore Ultra 2.0, das Mischsystem TitanMix Pro 4.0, den automatischen Abwickler PrimeGlider Pro 3.0, die automatische Wicklung SmartCoil Elite 3.0 und den Motorantrieb StoutDrive 2.0 entwickelt. Diese Weiterentwicklungen der Spinnmaschinen und -düsen haben die Stabilität der Spinnanlage verbessert, die Inbetriebnahme- und Produktionsausfallzeiten reduziert und die Gesamteffizienz des Spinnprozesses im Vergleich zum System vor den Verbesserungen um 11,4 % gesteigert.
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