МНОГОСЛОЙНЫЙ ЭЛЕКТРЕТНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ И КИБЕРФИЗИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ФИЛЬТРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ СРЕД ОТ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ И БИОЗАГРЯЗНЕНИЙ

Аннотация

Разработаны многослойные фильтрующие материалы и фильтры на их основе, которые предлагаются для очистки жидких сред. Фильтр представляет собой сложную конструкцию, состоящую из нескольких слоев полимерных и бумажных фильтровальных материалов (сеток, нетканых полотен, мембран, листов с перфорацией и т.п.), обеспечивающих высокую механическую фильтрацию. Часть полимерных слоев находится в электретном состоянии, что способствует задержке загрязняющих частиц, включая наночастицы, за счет электростатического притяжения. Дополнительно электретные слои обладают антибактериальными свойствами, что актуально для предотвращения микробного загрязнения фильтруемых жидкостей. Фильтрующий материал и фильтр на его основе обладают высокой эффективностью, долговечностью и могут применяться в химической, пищевой и фармацевтической промышленности. Обоснована возможность перехода от пассивного фильтра к интеллектуальной фильтрующей системе, функционирующей как киберфизический объект. Киберфизическая архитектура системы должна включать фильтрующий элемент, сенсорный слой, систему сбора и передачи данных, алгоритм обработки измерений и модуль принятия решения о регенерации или замене фильтра. В качестве основных диагностических параметров могут быть определены перепад давления, расход фильтруемой среды, время фильтрации заданного объема и параметры электретного состояния (потенциал поверхности, эффективная поверхностная плотность заряда и/или напряженность электрического поля электрета). Непосредственными индикаторами деградации фильтрационных свойств являются рост перепада давления, снижение расхода при постоянном перепаде давления, увеличение времени фильтрации и уменьшение электретного заряда, сопровождающееся снижением эффективности удержания мелкодисперсных частиц.