Filiera per filatura a membrana cava a canale multi-core

10. Dettagli della collaborazione e risultati tecnici:

Nel 2017, LSJ Filter Technology, azienda nazionale specializzata nella ricerca e sviluppo di membrane, ha avviato un progetto per sviluppare membrane composite multicanale ad alte prestazioni per superare i colli di bottiglia del flusso e le limitazioni di trasferimento di massa delle fibre cave monocanale convenzionali. Il cliente prevedeva di adottare la tecnologia Multi-core Spinning per realizzare più canali di guida del flusso uniformemente distribuiti all'interno di una singola fibra, formando una struttura "un guscio, più nuclei". Questa architettura aumenta significativamente la superficie specifica, riduce la resistenza alla filtrazione e migliora il trasporto idraulico, rendendola adatta a scenari di bonifica ambientale e di depurazione delle acque con carichi elevati e soggetti a incrostazioni.

La filiera multi-core di Trustech consente al dope polimerico di fluire lungo lo strato esterno della filiera, mentre il fluido di foratura (agente formante i pori) viene erogato attraverso molteplici micro-orifizi disposti con precisione all'interno, producendo una speciale fibra cava con diversi canali interni paralleli all'interno di un singolo filamento. La sfida principale della filiera multi-core di Trustech era garantire uniformità strutturale e costanza delle prestazioni nelle fibre finali, il che richiede che ogni orifizio del fluido di foratura all'interno della filiera sia estremamente uniforme in termini di dimensioni, geometria e caratteristiche del percorso di flusso interno. Anche lievi deviazioni possono causare velocità irregolari del fluido di foratura, portando a strutture multicanale irregolari e compromettendo la precisione di separazione e la resistenza meccanica.

I. Innovazioni nella filiera multi-core: distribuzione uniforme del fluido alesaggio e ottimizzazione strutturale

● Progettazione della distribuzione multi-core: la filiera multi-core Trustech adotta un flusso di drogaggio dello strato esterno con distribuzione del fluido nel foro multi-orifizio, supportando configurazioni a 3, 4, 5 e 7 core. Utilizzando una guida conica e un divisore di flusso incrociato, garantisce dimensioni identiche dell'orifizio del foro e controlla la fluttuazione della distribuzione del fluido nel foro a <3%, garantendo fondamentalmente l'uniformità strutturale delle fibre.

● Controllo di precisione degli orifizi del foro: con una tolleranza di apertura di ±0,002 mm e una concentricità di assemblaggio di 0,005 mm, la variazione del diametro dell'orifizio del foro è contenuta entro 0,004 mm; la fluttuazione dello spessore della parete della fibra è <5%, migliorando notevolmente la consistenza del flusso e l'efficienza di separazione.

● Compatibilità NIPS: le strutture di guida del flusso a gradini su misura regolano le velocità di diffusione del fluido di foratura e del dope polimerico nel bagno di coagulazione, evitando regioni localmente dense o allentate nella fibra e migliorando l'uniformità della distribuzione dei pori.

II. Ottimizzazione del processo NIPS: controllo della separazione di fase e miglioramento delle prestazioni della fibra

● Regolazione rapida della separazione di fase: una struttura anti-rigonfiamento nella filiera multi-core regola la velocità di scambio tra il fluido di perforazione e il bagno di coagulazione (ad esempio, miscele acqua/DMAC), formando un composto uniforme di pori a forma di dita e spugnosi, aumentando la resistenza alla compressione e stabilizzando il flusso (fluttuazione <5%).

● Ottimizzazione dell'idrofilia: la distribuzione uniforme del fluido nel foro garantisce un'idrofilia superficiale costante; l'angolo di contatto con l'acqua diminuisce e il flusso di acqua pura è elevato, migliorando notevolmente le prestazioni antifouling.

● Affidabilità dei materiali: la filiera in acciaio inossidabile è dotata di indurimento superficiale per una maggiore resistenza alla corrosione, adatta all'uso a lungo termine con solventi NIPS come DMAC.

III. Configurazioni multi-core flessibili e maggiore efficienza produttiva

● Opzioni flessibili per il conteggio dei core: Trustech può personalizzare i progetti da 3 a 7 core, consentendo ai clienti di scegliere il conteggio dei core più adatto a specifici scenari di trattamento delle acque (ad esempio, acque reflue comunali, acque reflue industriali), consentendo una rapida transizione dalla scala di laboratorio alla produzione di massa.

● Aumento dell'efficienza produttiva: il design multi-core aumenta l'area di filtrazione effettiva per unità di tempo di filatura di 3–5 volte rispetto alle tradizionali filiere mono-core, aumentando la produttività e riducendo i costi di produzione.

● Facile manutenzione: disponibili in costruzioni convenzionali o con moduli di nucleo fluido con foro staccabile; un nucleo guasto può essere sostituito in modo indipendente, semplificando la manutenzione e adattandosi alle modifiche della formulazione dei materiali.