با راه‌اندازی موفقیت‌آمیز خط تولید غشاءهای تخت در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، جمهوری اسلامی ایران به جمع کشورهای تولیدکننده غشاءهای تجاری در جهان پیوست.+عکس

به‌طورکلی فرآیندهای غشایی به‌منظور جداسازی‌های فیزیکی یا فیزیکی- شیمیایی طراحی می‌شوند. اگرچه اغلب کاربردهای غشاءها تا به امروز در زمینه جداسازی ذرات جامد از مایعات بوده است با این وجود گستره استفاده از غشاءها در جداسازی‌های مایع- گاز یا گاز- گاز نیز در حال افزایش است.در سال‌های اخیر غشاءها و روش‌های جداسازی غشایی از مقیاس آزمایشگاهی به فرآیند‌های صنعتی رشد و گسترش پیدا کرده‌اند. امروزه غشاءها برای تولید آب آشامیدنی از آب دریا با استفاده از پدیده اسمزمعکوس، پاک‌سازی و بازیافت مواد با ارزش از سیال خروجی از کارخانجات صنعتی به‌وسیله الکترودیالیز و نانوفیلتراسیون، تصفیه پساب‌های صنعتی با استفاده از فرآیندهای بیوراکتورهای غشایی و فیلتراسیون (شامل میکرو-، اولترا- و نانو- فیلتراسیون)، تفکیک محلول‌های ماکرومولکول در صنایع دارویی و غذایی به‌وسیله اولترافیلتراسیون، حذف اوره و دیگر مواد سمی از سامانه گردش خون با کمک فرآیند همودیالیز، جداسازی گاز‌ها به‌منظور تولید نیتروژن، شیرین‌سازی گاز طبیعی، و بازیافت گازهای ارزشمند در فرآیندهای پتروشیمیایی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.به‌جرات می‌توان گفت امروزه حوزه‌ای از علم و فناوری که فرآیندهای غشایی در آن وارد نشده باشد وجود ندارد به‌طوریکه محصولات متنوعی بر پایه این فناوری در دسته وسیعی از کاربردها به‌ویژه در حوزه‌های پزشکی، دارویی و بهداشتی (مهندسی بافت، ماسک‌ها و فیلترهای پزشکی، پوشش‌های زخم، سامانه‌های کنترل‌شده رهش و غیره)، صنعتی شامل صنایع دفاعی و امنیتی، صنایع جداسازی و فیلتراسیون، صنایع شیمیایی، صنایع رنگ و پوشش، صنایع نساجی، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع هوافضا، صنایع خودروسازی، صنایع ساختمان، صنایع غذایی، تولید و ذخیره‌سازی انرژی و نیز بهینه‌سازی مصرف انرژی (پیل‌های خورشیدی، پیل‌های سوختی، باطری‌های پلیمری و غیره)، حوزه‌های مرتبط با زیست‌فناوری، محیط زیست، کشاورزی و غیره توسعه یافته‌اند. فرآیندهای جداسازی در صنایع مختلف شیمیایی نقش بسیار مهم و تعیین­کننده­ای در کیفیت محصول و بازدهی واحد داشته و در مراحل مختلف تولید اعم از قبل و بعد از راکتور مورد استفاده قرار می­گیرند. در انتخاب روش­های جداسازی‌، ملاحظاتی باید در نظر گرفته شود که از آن جمله می­توان به میزان مصرف انرژی و قابلیت­های فنی، عملیاتی و اقتصادی آن روش اشاره کرد. از مزایای عمده فناوری‌های غشایی به سایر روش­های کلاسیک نظیر جذب با حلال، جذب سطحی، فرآیندهای سردسازی و غیره می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

(1) مصرف انرژی کمتر برای انجام جداسازی

(2) امکان انجام عملیات جداسازی در دمای محیط

(3) سهولت دستیابی به کلیه فازهای جداسازی‌شده

(4) انجام عملیات جداسازی توسط تجهیزاتی با وزن و حجم کم

(5) نصب و عملیات ساده

(6) حداقل نیاز به کنترل، بازرسی، تعمیر و نگهداری

(7) طبیعت مُدولار بودن فرآیند و بنابراین انعطاف‌پذیری بالای فرآیند برای پاسخگویی به انواع نیازهای جداسازی

(8) عدم نیاز به استفاده از مواد شیمیایی برای جداسازی و بنابراین عدم وجود مسائل زیست‌محیطی ناشی از مصرف مواد شیمیایی

(9) ایده‌آل برای مناطق دوردست و موقعیت‌هایی که امکان فراهم آوردن تسهیلات جانبی فرآیندها موجود نباشد.

بر این اساس شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی با همکاری دانشگاه صنعتی شریف برای اولین‌بار در کشور و منطقه در یک‌سال گذشته موفق به طراحی، ساخت و راه‌اندازی اولین خط تولید تمام‌اتوماتیک انواع غشاءهای تخت تجاری شده است. این خط تولید در نوع خود در دنیا کم‌نظیر بوده و قابلیت تولید انواع غشاءهای تخت تجاری را برای کاربردهای مختلف جداسازی دارد. لازم به‌ذکر است که این خط تولید با توجه به طراحی خاص و منحصر به‌فرد، قادر به تولید انواع غشاءهای تجاری برای انواع مختلف کاربردهای جداسازی غشایی شامل موارد زیر می‌باشد:

(1) قابلیت تولید غشاءهای تجاری اسمز معکوس برای شیرین‌سازی آب

(2) قابلیت تولید غشاءهای تجاری برای فرآیندهای غشایی جداسازی گاز

(3) قابلیت تولید غشاءهای تجاری برای فرآیندهای غشایی تراوش تبخیری

(4) قابلیت تولید غشاءهای تجاری برای کاربردهای نانوفیلتراسیون

(5) قابلیت تولید غشاءهای تجاری برای کاربردهای اولترافیلتراسیون

(6) قابلیت تولید غشاءهای تجاری برای کاربردهای میکروفیلتراسیون

(7) قابلیت تولید غشاءهای تجاری برای کاربردهای بیوراکتور غشایی

(8) قابلیت تولید غشاءهای تجاری تعویض یونی برای فرآیندهای الکترولیز غشایی

با طراحی، ساخت و راه‌اندازی موفقیت‌آمیز این خط تولید، جمهوری اسلامی ایران به جمع معدود صاحبان این دانش‌فنی راهبردی در دنیا ملحق شد. به این ترتیب ایران اسلامی از قدرت چانه‌زنی بالاتری در مناسبات و تعاملات بین‌المللی برخوردار شده و امکان توسعه دانش‌های فنی بسیاری در حوزه‌های مختلف علمی و صنعتی میسر می‌شود. با دستیابی به این دانش‌فنی، امکان ارائه انواع محصولات تجاری غشایی در کشور فراهم شده و ضمن کاهش چشمگیر خروج ارز از کشور جهت واردات این دسته از فناوری‌ها، موجبات صادرات بسیار گسترده فناوری‌های روز دنیا در این حوزه مهیا می‌شود.خط تولید غشاءهای تخت تجاری مورد نظر از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که شامل بخش تهیه محلول‌های پلیمری، بخش ریخته‌گری، بخش شستشو، و بخش پوشش‌دهی (پلیمریزاسیون بین‌سطحی) می‌باشد. در بخش تهیه محلول‌های پلیمری، محلول یا محلول‌های مورد نظر تحت شرایط عملیاتی مورد نظر و با کنترل دقیق تمامی پارامترهای مورد نظر تولید شده و پس از فیلتراسیون و حباب‌زدایی، وارد مرحله ریخته‌گری و شستشو می‌شوند. مرحله ریخته‌گری شامل محفظه بسیار ویژه‌ای می‌باشد که شرایط فرآیندی، عملیاتی و محیطی با دقت بسیار بالا در آن کنترل شده و عمل پوشش‌دهی (ریخته‌گری) محلول‌های پلیمری با ضخامت بسیار دقیق و کنترل‌شده بر روی زیرلایه‌ها در آن صورت می‌پذیرد. زیرلایه‌های ریخته‌گری شده پس از گذشتن از حمام انعقاد ویژه، وارد مرحله شستشو شده و جمع‌آوری می‌شوند. در ادامه برای ایجاد لایه‌های بسیار نازک انتخابگر بر روی غشاءهای تولید شده جهت به‌کارگیری در سامانه‌های جداسازی غشایی نظیر جداسازی گاز، تراوش تبخیری و اسمز معکوس، از واحد پوشش‌دهی (پلیمریزاسیون بین‌سطحی) استفاده می‌شود. در این مرحله نیز تمامی پارامترهای عملیاتی و فرآیندی با دقت بسیار بالا قابل کنترل و تنظیم می‌باشند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های خط تولید مورد نظر امکان کنترل و تغییر تعداد بسیار بالای پارامترها و عوامل موثر بر ریزساختار و عملکرد غشاءهای پلیمری و پلیمری- سرامیکی از نظر زمانی و مکانی در طول فرآیند تولید می‌باشد.با توجه به زیرساخت‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری توسعه‌یافته در مرکز غشاء و فرآیندهای غشایی در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی و تعریف و اجرای پروژه‌ها و طرح‌های مختلف غشایی در گروه پژوهشی فناوری‌های نوین این شرکت، تجاری‌سازی نتایج حاصل از این تحقیقات و ارائه محصولات تجاری به صنایع نفت، گاز و پتروشیمی با به‌کارگیری خط تولید غشاءهای تخت در آینده نزدیک محقق خواهد شد.