La raó per la qual les membranes enrotllades en espiral mantenen una alta eficiència i estabilitat en nombrosos escenaris de separació rau fonamentalment en la seva base funcional científica-permeabilitat selectiva com a nucli, combinada amb una estructura espiral única i un disseny de dinàmica de fluids, aconseguint una separació eficient i un control del procés.
Aquesta base funcional es basa en primer lloc sobre el mecanisme de separació de la membrana. En funció de les diferències en la mida dels porus i les propietats químiques de la superfície, les membranes de ferides en espiral poden tamisar o dissoldre-components separats de difusió en una solució. Per exemple, les membranes d'osmosi inversa, que depenen de mides de porus extremadament petites i d'una capa de pell densa, només permeten que les molècules d'aigua passin sota pressió, alhora que retenen els ions i la majoria de soluts; les membranes de nanofiltració tenen mides de porus lleugerament més grans, permetent selectivament el pas dels ions monovalents alhora que retenen els ions divalents i més -valents i la matèria orgànica; Les membranes d'ultrafiltració i microfiltració es basen principalment en el tamisat físic per eliminar col·loides, bacteris i partícules en suspensió. La càrrega superficial i la hidrofilicitat/hidrofobicitat del material de la membrana influeixen encara més en les característiques de retenció dels diferents components, permetent diverses aplicacions.
En segon lloc, el disseny estructural de les membranes enrotllades en espiral garanteix la realització de les seves funcions. La capa de membrana i la malla de guia-de flux es disposen i s'enrotllen alternativament al llarg del tub central, fent que el líquid d'alimentació en contacte repetidament amb la superfície de la membrana de manera-creuada sota pressió. El permeat penetra a través de la membrana als buits de la malla i flueix al tub central, mentre que el concentrat es descarrega axialment al llarg de la malla. Aquest patró de flux-contínu, combinat amb la micro-turbulència generada per la malla, suprimeix eficaçment la polarització de la concentració i la deposició de contaminants, mantenint l'estabilitat a llarg-del flux de membrana i l'eficiència de la separació. La capa de suport proporciona un reforç mecànic, evitant la deformació de la membrana sota pressió i assegurant una tensió i integritat uniformes a la superfície de la membrana.
A més, el control precís del procés de bobinat és un aspecte crucial de la seva base funcional. La porositat de la malla, la tensió de la bobina i el segellat dels components han de coincidir amb el rendiment de la membrana; qualsevol desviació pot provocar un flux o fuites desiguals, afectant així la precisió de la separació i la vida útil.
Per tant, la base funcional de les membranes de ferides en espiral es troba en la integració orgànica del mecanisme de separació, el disseny estructural i el procés de fabricació. Aquests tres elements funcionen conjuntament per garantir un funcionament eficient i fiable en condicions complexes, establint una base tecnològica per a les seves àrees d'aplicació en constant-expansió.
