Summary
Progettazione e fabbricazione di una tridimensionalmente (3-D) stampata sistema di filtrazione tangenziale microfluidico è dimostrata. Il sistema è utilizzato per testare le prestazioni e osservare incrostazioni di ultrafiltrazione e nanofiltrazione (film sottile composito) membrane.
Abstract
Minimizzazione e gestione di sporcamento membrana è una sfida formidabile in diversi processi industriali e altre pratiche che utilizzano la tecnologia a membrana. Capire il processo di formazione di incrostazioni potrebbe portare a ottimizzazione e una maggiore efficienza della filtrazione su membrana. Qui mostriamo la progettazione e la fabbricazione di un-dimensionalmente tre (3-D) sistema automatizzato stampato microfluidica flusso incrociato filtrazione che può testare fino a 4 membrane in parallelo. Le cellule microfluidici sono stati stampati usando multimateriale fotopolimero tecnologia di stampa 3-D, che ha usato un polimero rigido trasparente per il corpo cellulare microfluidica e incorporato un sottile strato di polimero gommoso, che impedisce fuoriuscite durante il funzionamento. Le prestazioni di ultrafiltrazione (UF), e le membrane nanofiltrazione (NF) sono stati testati e sporcamento della membrana potrebbero essere osservate con un modello imbrattante albumina sierica bovina (BSA). Le soluzioni mangimi contenenti BSA hanno mostrato flusso declino della membrana. Questo protocollo può essere estendereEd per misurare incrostazioni o biofouling con molte altre soluzioni organiche, inorganiche o microbici che contiene. Il design microfluidica è particolarmente vantaggioso per i materiali di prova che sono costose o disponibili solo in piccole quantità, per esempio polisaccaridi, proteine o lipidi a causa della piccola superficie della membrana in fase di test. Questo sistema modulare può essere facilmente ampliato per alta test di throughput delle membrane.
Introduction
Tecnologia a membrana è parte integrante di processi industriali e altri che richiedono la separazione dei soluti da una soluzione in massa, tuttavia, intasamento delle membrane è una sfida continua. 1 Esempi comuni dove intasamento delle membrane avviene includere l'uso di membrane di ultrafiltrazione per la separazione basata dimensioni delle acque reflue, 2 e sottili membrane film composito per la separazione di ioni e soluti più grandi da acqua salmastra o acqua di mare. 3 indicazioni caratteristiche di sporcamento includono un aumento della pressione transmembrana e un calo di flusso. Questo diminuisce la produttività della membrana e riduce la sua vita a causa protocolli di pulizia chimici o altri. Pertanto le prestazioni della membrana è un buon indicatore per valutare incrostazioni e capire i meccanismi e gli effetti di sporcamento, biofouling e formazione di biofilm sulle membrane. Inoltre, la valutazione delle prestazioni è importante nella progettazione o modifica di nuove membrane.
EFT ">L'interesse per l'impiego di membrane in dispositivi microfluidici è cresciuta negli ultimi dieci anni. 4 Recentemente abbiamo studiato l'effetto dei componenti microbica lipopolisaccaride, e glicosfingolipide sulla sporcamento della superficie di una membrana di nanofiltrazione, e la successiva suscettibilità della superficie condizionato a microbica allegato. 5 un dispositivo a flusso incrociato microfluidica è stato utilizzato per valutare le prestazioni delle membrane nanofiltrazione. Questo ha permesso l'uso di componenti speciali lipidici non commerciale disponibile solo in piccole quantità per fouling superficie della membrana poiché la superficie della membrana era piccola. Le dimensioni del sistema ha consentito l'uso efficiente dei materiali di membrana e bassi volumi di soluzioni. In questo protocollo, si descrive la progettazione e la fabbricazione del dispositivo a microfluidi per valutare le prestazioni della membrana, e delineano l'inserimento del dispositivo in un sistema di flusso di pressione. Dimostrazione del dispositivo è indicato da testing le prestazioni delle membrane di ultrafiltrazione e membrane da nanofiltrazione utilizzando un modello imbrattante, BSA. 6,7
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Progettazione e Realizzazione del Sistema Microfluidic test
- Progettare dispositivo microfluidico in due parti: una parte superiore e una parte inferiore (Figura 1) in un programma CAD.
- Iniziare a fare la parte inferiore utilizzando lo strumento rettangolo per disegnare un 40 mm di 60 mm rettangolo.
- A un angolo con lo strumento cerchio creare un cerchio di 6,2 millimetri di diametro centrato 10 mm dai bordi. Con lo strumento sagoma lineare replicare i fori attraverso il rettangolo con spaziatura 20 mm per un totale di 6 fori.
- Utilizzando lo strumento filetto di raccordare i rettangoli con un raggio di 1 mm.
- Estrudere la parte mm 10 con lo strumento Estrusione.
- Nel centro della faccia superiore, con lo strumento rettangolo creare un rettangolo 30 mm di 1 mm e con lo strumento estrusione cut 0,2 mm per il canale di flusso.
- Utilizzando lo strumento cerchio un cerchio diametro di 1 mm all'estremità del canale di flusso. Poi, con lo strumento linea costruire un percorso che collega il cerchio al più vicino40 mm di mm faccia 10, tra cui un raggio di 4 mm fornito con lo strumento filetto. Fare un taglio lungo questo percorso con lo strumento di taglio spazzato.
- Con lo strumento cerchio creare un cerchio di diametro 3,9 millimetri al centro del percorso di flusso e tagliare 8 mm con lo strumento Estrusione taglio per consentire raccordi.
- Ripetere le fasi 1.7 e 1.8 per il lato opposto del canale di flusso.
- Con la parte superiore ripetere i passi 1.2-1.5. Poi, nel centro della faccia superiore creare un canale permeato utilizzando lo strumento rettangolo per creare un rettangolo di 30 mm di 1 mm e tagliare 0,5 millimetri utilizzando lo strumento Estrusione taglio.
- Utilizzare lo strumento cerchio per fare un cerchio 1 mm con centro nel permeato canale 5 mm dal termine. Con lo strumento linea costruire un percorso che collega il cerchio per uno dei 1 cm di 6 cm volti: un raggio di 4 mm in con lo strumento filetto. Fare un taglio lungo il tracciato con lo strumento taglio spazzato.
- Con lo strumento cerchio creare ulteriore cerchio del diametro di 3,9 millimetri con il suo centro sul percorso permeato e tagliare 8 mm con l'exTrude strumento tagliato.
- Alle parti primi 40 mm bordi, con lo strumento rettangolo, creare rettangoli di 40 mm di 5 mm l'aggiunta di 4 millimetri raggi con lo strumento di raccordo. Utilizzare lo strumento estrusione per estrudere 3 mm verso il basso per le maniglie.
- parti con una stampante multi-materiale fotopolimero 3-D utilizzando un polimero trasparente rigido, compresi 0,05 mm ricopertura con un polimero gommoso morbido sulla faccia di ogni parte che contiene il canale. Utilizzare protocollo standard, calibrazione e le impostazioni del produttore.
- Tap fili (M5) in avanzamento, retentato e permeare orifizi. Utilizzare il nastro idraulico per il collegamento da 1/8 "raccordi al feed e retentato e 1/16" raccordi per il permeato.
- Collegare i dispositivi microfluidici per pompare, valvole, trasduttori di pressione e regolatore di contropressione con 1/8 "tubi (Figura 2).
- Collegare 0,45 micron filtri per ingresso tubi.
- Scarico permeare al flussometro e bicchieri sui saldi con 1/16 "di tubazione.
- Collegare servi e alimentazione servo scudo.
- Collegare trasduttore di pressione, interruttori e servo scudo al microcontrollore.
- Collegare microcontrollore, saldi, flussometro e la pompa ad un PC per la registrazione dei dati e il controllo del sistema.
- Configurare i saldi per stampare i dati alla loro porta seriale.
2. Preparare Membrane da testare
- Tagliare membrane a 40 mm x 8 mm.
- Mettere a bagno in acqua ultrapura membrane (3 x 10 min) con ultrasuoni.
- Poi immergere le membrane in 50/50 ultrapura acqua / etanolo per 1 ora.
- Lavare le membrane con acqua ultrapura e conservare in acqua ultrapura a 4 ° C. 8
3. Preparare le soluzioni di prova ai nanofiltrazione Membrane
- Aggiungere 500 ml di acqua ultrapura per una beuta. Quindi aggiungere 0,04 g di BSA und 0,29 g di NaCl.
- Aggiungere 500 ml di acqua ultrapura per una beuta separata. Quindi aggiungere 0,6 g di MgSO 4.
- Aggiungere 500 ml di acqua ultrapura per una terza beuta. Quindi aggiungere 0,29 g di NaCl.
- Inserire mescolare bar in ogni pallone e mettere palloni su lastre mescolare. Mescolare per 5 min a 500 rpm.
4. Eseguire un esperimento nanofiltrazione Incrostazioni
Nota: eseguire l'esperimento a temperatura ambiente (circa 24 ° C). Innanzitutto configurare il sistema per misurare una singola membrana da valvole di chiusura a scorrere cellule non collegate al flussometro.
- Inserire il tubo di aspirazione di una pompa nel serbatoio acqua ultrapura e l'altro tubo di ingresso nella soluzione 4 MgSO (Figura 2).
- Utilizzare una siringa per aspirare acqua e MgSO 4 soluzione attraverso il tubo in modo da eliminare tutte le bolle d'aria nel sistema.
- Inserire una membrana di nanofiltrazione sulla parte inferiore della cella di flusso, con illato attivo verso il canale di alimentazione, e posto sulla parte superiore della cella di flusso.
- Fissare dadi a mano e poi stringere in modo uniforme con una chiave in modo da minimizzare le perdite.
- Selezionare l'acqua ultrapura con il selettore serbatoio.
- Impostare portata della pompa a 2 ml / min e avviare la pompa.
- Regolare il regolatore di pressione a 4 bar.
- Impostare parametri sperimentali per passare serbatoi ogni 45 minuti a partire dal serbatoio dell'acqua.
- Impostare l'interruttore serbatoio per l'auto, e iniziare a sperimentare.
- A 60 min raccogliere MgSO 4 permeato in un tubo per il prossimo 30 min.
- A 91 min sostituire MgSO 4 pallone con pallone contenente la soluzione di BSA e NaCl.
- Fermare rapidamente pompa e utilizzare una siringa per disegnare soluzione BSA attraverso il tubo di ingresso per rimuovere MgSO 4 avanzi in tubo. Quindi avviare di nuovo la pompa.
- A 150 min raccogli BSA permeare in un tubo per il prossimo 30 min.
- Dopo 225 minuti, spegnere il sistema e rimuovere nano filtrazione a membrana dalla cella di flusso.
- Utilizzando una siringa, scovare tubo di ingresso soluzione di prova con acqua ultrapura.
- Ripetere i passaggi 4,1-4,15 per ogni membrana aggiuntiva testata.
- Per NaCl solo test, ripetere i passaggi 4,1-4,10, e 4,14-4,16 sostituzione soluzione MgSO 4 con soluzione di NaCl e termina l'esperimento dopo 90 minuti, invece di 225 min.
5. Calcolare Salt Rifiuto di nanofiltrazione Membrane
- Risciacquare elettrodi della cella di prova potenziostato acqua ultrapura.
- Con una pipetta, deposito di 5 ml di MgSO 4 soluzione sulla elettrodi delle celle di prova.
- Resistenza record della soluzione.
- Ripetere i passaggi 5.1-5.3 quattro volte di più e calcolare il valore medio.
- Ripetere i passaggi 5.1-5.4 per il NaCl e soluzioni BSA / NaCl e per ciascun permeano soluzione raccolta.
- Calcola il rifiuto del sale con l'equazione 1:
6eq1.jpg "/>
dove Ω s è la resistenza della soluzione campione e Ω p è la resistenza del permeato. La resistenza è inversamente proporzionale alla conducibilità di una soluzione, che è direttamente correlata alla concentrazione del sale.
6. Preparare la soluzione da testare con membrane di ultrafiltrazione
- Aggiungere 1 L di acqua ultrapura a 4 L becher. Quindi aggiungere 0,32 g di BSA.
- Inserire ancoretta in bicchiere e posto su un piatto mescolare. Mescolare per 5 min a 500 rpm.
- Aggiungere ulteriore 3 L di acqua ultrapura al bicchiere e mescolare ancora per 5 min a 500 giri al minuto.
7. Eseguire un esperimento ultrafiltrazione Incrostazioni
Nota: eseguire un esperimento a temperatura ambiente (circa 24 ° C). In primo luogo configurare il sistema per misurare 4 membrane in parallelo con l'apertura di tutte le valvole a scorrere le cellule.
- Mettere tubo di ingresso una pompa nel serbatoio acqua ultrapura e altri tubo di ingresso in thsoluzione e BSA (Figura 2).
- Utilizzare una siringa per aspirare l'acqua e la soluzione BSA attraverso il tubo in modo da eliminare tutte le bolle d'aria nel sistema.
- Inserire membrane di ultrafiltrazione sulla parte inferiore delle celle di flusso, con i lati attivi verso canali di alimentazione, e chiudere le celle con i migliori metà del dispositivo microfluidico.
- noci Fissare a mano, poi stringere in modo uniforme con una chiave. serraggio improprio può portare a perdite di acqua.
- Selezionare acqua ultrapura con interruttore serbatoio.
- Impostare portata della pompa di 8 ml / min e avviare la pompa.
- Regolare il regolatore di pressione di 0,4 bar.
- Monitorare i valori di flusso di membrane con software di acquisizione dati secondo il protocollo del produttore.
- Regolare il regolatore di pressione fino a quando il flusso medio è di 200 LMH ± 10%.
- Sostituire membrana individuale se il flusso non è 200 LMH ± 20%.
- Immettere i parametri run sperimentali. In primo luogo selezionare il RESE acqua ultrapurarvoir per 60 minuti con un flusso costante di 200 ± 20 LMH. Quindi, selezionare il serbatoio BSA per 420 min con comando manuale del regolatore di pressione. Infine, selezionare il serbatoio di acqua ultrapura per 15 min con comando manuale del regolatore di pressione per il sistema a filo alla fine dell'esperimento.
- Impostare l'interruttore serbatoio per l'auto, e iniziare a sperimentare.
- Dopo il completamento di esecuzione, spegnere il sistema e rimuovere le membrane da celle di flusso.
- Con una siringa, tubo di ingresso della pompa a filo con acqua ultrapura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Le celle di flusso microfluidica stati progettati utilizzando un programma CAD e stampato usando un fotopolimero multimateriale tridimensionale (3-D) della stampante. Questa cella è stata progettata in due parti, in modo che le membrane possono essere facilmente inseriti e rimossi dal dispositivo (Figura 1). Ogni parte era 1 cm di spessore, stampata da un disco, chiara polimero per l'integrità strutturale, ei lati verso la membrana fosse ricoperto con uno strato molto sottile 50 micron di polimero gommoso. La ricopertura è stata eseguita per fornire la cella con una capacità di tenuta, che impedisce la fuoriuscita dell'acqua. Un canale di flusso è stato progettato a 0.2 mm di profondità, larghezza 1 mm e lunghezza di 30 mm, per testare una Superficie 30 mm 2 di membrana. Dopo il taglio delle membrane a 40 mm di 8 mm e il protocollo di lavaggio, una membrana di prova è stato inserito nel dispositivo. Sei bulloni in acciaio inox e dadi (M6) sono stati usati per serrare il dispositivo e si è collegato al sistema (Figura 2). In questo modo, la cella è permanently collegato al sistema, mentre membrane possono essere facilmente sostituiti. Una cella è stata utilizzata per esperimenti di membrana di nanofiltrazione, e quattro celle sono stati operati in parallelo per esperimenti membrana di ultrafiltrazione.
Per membrane nanofiltrazione, un misuratore di flusso è stato collegato per misurare il flusso del permeato. Per eseguire un esperimento, acqua pura ad una velocità di 2 ml / min. avviato e la pressione viene regolato a 4 bar. Ciò ha provocato un flusso permeato di ~ 40 LMH (figura 3), e corrisponde a ~ 10 LMH / bar. Dopo equilibrazione e osservazione di un flusso costante (circa 45 min), la soluzione fu cambiato MgSO 4 (10 mM) per verificare rifiuto e verificare l'integrità della membrana, e permeato è stato raccolto. La resistività di questa soluzione è stata misurata che è inversamente proporzionale alla conducibilità. Alle concentrazioni saline testate, la conducibilità è linearmente proporzionale alla concentrazione e la% di sale respulsione può essere calcolato. Le membrane testate nel presente esperimento ha dato 83% ± 4% e 64% ± 3% rifiuti di MgSO 4 e NaCl, rispettivamente. Il feed sistema è stato poi restituito acqua pura fino al conseguimento di un flusso stabile, e poi cambiato in una soluzione acquosa di BSA (0,08 g / l) in NaCl (10 mM). La diminuzione del flusso rispetto al flusso di una membrana di controllo nelle condizioni di 10 mM NaCl indicato membrana incrostazioni a causa di BSA.
Per membrane di ultrafiltrazione, quattro dispositivi microfluidici sono stati collegati in parallelo, con flusso permeato misurata usando bilance. Questi saldi sono stati collegati al computer e hanno facilitato la raccolta continua dei dati. Usando una velocità di alimentazione di acqua pura di 8 ml / min per il sistema, che è di 2 ml / min per cella di flusso, la pressione è stata regolata in modo da ottenere un flusso medio di 200 LMH (Figura 4). Il flusso di ciascuna membrana è stata valutata, e la membrana è stata sostituita se la differenza di flusso era & #62; 20% dalla media di flusso iniziale scelta di 200 LMH. La soluzione è stata modificata per BSA (0,08 g / L) e la diminuzione del flusso è stata monitorata. La soluzione di alimentazione è stato poi cambiato di nuovo in acqua pura. Per risultati rappresentativi, abbiamo confrontato 30 e 50 kDa idrofila polietersulfone membrane di ultrafiltrazione, e osservato che, sebbene 50 kDa membrana aveva un flusso più elevato normalizzata al termine dell'esperimento (26,5% del flusso iniziale) contro il 23% per la membrana 30 kDa, la differenza non era significativa.
Figura 1. Progettazione e immagine del dispositivo microfluidica utilizzato. Il progetto è stato realizzato utilizzando un programma CAD e stampati con una stampante fotopolimero tridimensionale. (A) parte inferiore contenente il canale di alimentazione (vista dall'alto). (B) parte superiore contenente il permeato chan nel (vista dall'alto). (C) montaggio del dispositivo (vista laterale). (D) L'immagine del dispositivo funzionale tra cui un coupon di membrana, le parti fissate con viti e bulloni. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 2. Rappresentazione schematica del sistema. Il test di membrana di nanofiltrazione è stata effettuata utilizzando cellule di flusso 1. Il test membrana di ultrafiltrazione è stata effettuata utilizzando tutti i 4 celle di flusso in parallelo. La registrazione dei dati del computer non mostrato. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
lways ">
Figura 3. Prestazioni e incrostazioni di una membrana di nanofiltrazione in condizioni di flusso incrociato condizioni sperimentali per una piena corsa (quadrato nero):. Acqua ultrapura i), 2 ml / min, 4 bar. ii) 10 mM MgSO 4, 2 ml / min, 4 bar. iii) acqua ultrapura, 2 ml / min, 4 bar. iv) BSA (0,08 g / l) in 10 mM NaCl, 2 ml / min, 4 bar. v) acqua ultrapura, 2 ml / min, 4 bar. membrana di controllo 10 mM NaCl, 2 ml / min, 4 bar (cerchio blu). Le barre di errore indicano la deviazione standard. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 4. incrostazioni di membrane di ultrafiltrazione 30 kDa ( quadrato rosso) e 50 kDa (diamante blu) in condizioni di flusso incrociato. i) pressione era regolata in modo che il flusso medio iniziale puro permeato acqua era di 200 LMH. ii) BSA (0,08 g / L) 2 ml / min. Le barre di errore indicano la deviazione standard. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Questo protocollo descrive la progettazione di un dispositivo a flusso incrociato microfluidica tridimensionalmente stampato per il test di membrane nanofiltrazione e ultrafiltrazione. Recentemente, abbiamo dimostrato il successo di una variante di questo protocollo con membrana di nanofiltrazione condizionata e incrostazioni con glicosfingolipidi e lipopolisaccaridi e le differenze di prestazioni membrana con successiva iniezione di coltura batterica. 5 Le future applicazioni che impiegano questa tecnica potrebbe essere utilizzata per valutare le variazioni di prestazioni membrana con diverse foulants . Rispetto alle celle di flusso più grandi questo dispositivo microfluidica richiede molto meno soluzione di prova e può ridurre significativamente i costi per foulants e composti, in particolare quelli che sono disponibili solo in quantità limitate. Il piccolo formato rende anche conveniente per i test di scala di laboratorio e possono essere suscettibili di test ad alto rendimento.
Progettazione del dispositivo a flusso incrociato microfluidica è stato raggiunto through prototipazione iterativa, che è il principale vantaggio della stampa tridimensionale. Caratteristiche di progettazione del dispositivo generale si basavano su un dispositivo a flusso incrociato microfluidica precedentemente pubblicato utilizzato per applicazioni di membrana di nanofiltrazione. 9,10 Le differenze di progettazione più significativi sono stati che il mangime e permeare canali non erano compensato ma sovrapponendo direttamente tra loro, e lo spessore della parti, e il metodo di tenuta all'acqua. La prevenzione delle perdite d'acqua è stato il problema principale che è stata superata nel processo di progettazione attraverso la stampa il dispositivo con una stampante multi-materiale fotopolimeri 3-D. Questo ha permesso un sottile polimero morbido sia sulle superfici del dispositivo che erano a contatto con la membrana. Dopo il posizionamento della membrana nel dispositivo, e il serraggio uniforme con 6 dadi (M6), si possono prevenire perdite di acqua. Altri potenziali aree di perdite d'acqua sono l'ingresso di alimentazione e punti di collegamento tubo di uscita retentato, e possono essere evitati utilizzando il nastro idraulico efacendo attenzione a non serrare tramite la connessione del tubo, che danneggerebbe la filettatura. Il dispositivo è stato testato a pressione fino a 5 bar, senza perdite.
È importante che l'acqua ultra-pura è utilizzato per la preparazione di tutte le soluzioni. L'acqua da altre fonti possono contenere sostanze incrostanti sconosciute che potrebbero causare riduzione delle prestazioni della membrana. Inoltre, un filtro (0,45 mm) è collegato al tubo di alimentazione per garantire l'assenza di particelle nel sistema. Un misuratore di flusso di permeato è stato utilizzato per misurare più accuratamente bassi valori di flusso nella esperimento rappresentativo utilizzando una membrana di nanofiltrazione. Una pressione fissa di 4 bar è stato scelto sulla base di uno studio di glicosfingolipidi precedente. 5 ripetizione della misurazione con diversi tagliandi di membrana sono stati in media. In un esperimento rappresentativo utilizzando membrane di ultrafiltrazione, l'iniziale flusso dell'acqua pura della membrana è stata misurata utilizzando una pressione di 0,4 bar. Permeato di flusso da membranamembrana può variare notevolmente pertanto flusso di ciascuna membrana è stato controllato per assicurare che le differenze di flusso non erano più grandi di ± 20%. Membrane che cadono al di fuori dei valori di flusso iniziali desiderati sono stati sostituiti con nuovi tagliandi membrana. Negli studi di incrostazioni un flusso costante può essere preferito a una pressione costante perché le membrane testate con diversi flussi iniziali possono sporcare a velocità diverse. Pressione stato quindi regolato per il flusso del permeato desiderato media iniziale di 200 LMH ± 10%, tuttavia, queste condizioni iniziali di partenza possono essere scelti in base alle condizioni sperimentali richieste. Successive modifiche nella composizione soluzione di alimentazione, e il monitoraggio delle variazioni di flusso darà informazioni preziose le caratteristiche prestazionali della membrana.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori ringraziano Stratasys (Rehovot, Israele) per la stampa tridimensionale del dispositivo. Siamo grati a Microdyne-Nadir (Germania) per i campioni di membrana. Questa ricerca è stata sostenuta da The Israel Science Foundation (Grant 1474-1413) per CJA
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| BSA | SIGMA-ALDRICH | A6003 | |
| NaCl | DAEJUNG | 7548-4100 | |
| MgSO4 | EMSURE | 1058861000 | |
| NF Membrane | Filmtec | NF200 | |
| 30 kDa UF Membrane | MICRODYN NADIR | UH030 | |
| 50 kDa UF Membrane | MICRODYN NADIR | UH050 | |
| Pressure Transducer | Midas | 43006711 | |
| Ball Valves | AV-RF | Q91SA-PN6.4 | |
| 3-way Valve | iLife Medical Devices | 902.071 | |
| Pressure Regulator | Swagelok | KCB1G0A2A5P20000 | |
| Flow-meter | Bronkhorst | L01-AGD-99-0-70S | |
| Balances | MRC | BBA-1200 | |
| Pump | Cole-Parmer | EW-00354-JI | |
| 1/8" Tubing | Cole-Parmer | EW-06605-27 | |
| 1/16" Tubing | Cole-Parmer | EW-06407-41 | |
| 1/16" Fittings | Cole-Parmer | EW-30486-70 | |
| 1/8" Fittings | Kiowa | QSM-B-M5-3-20 | |
| Microcontroller | Adafruit | 50 | Arduino UNO R3 |
| Continuous Rotation Servo | Adafruit | 154 | |
| Standard Servo | Adafruit | 1142 | |
| Power Supply | Adafruit | 658 | |
| Servo Shield | SainSmart | 20-011-905 | |
| Switches | Parts Express | 060-376 | |
| 0.45 Micron Filters | EMD Millipore | SLHV033RS | |
| Potentiostat | Gamry | PCI4 | |
| Sonicator | MRC | DC-150H | |
| Connex 3D Printer | Stratasys | Objet Connex | |
| Veroclear | Stratasys | RGD810 | transparent polymer for printing flow cell |
| Tangoblack-plus | Stratasys | FLX980 | soft rubbery polymer for gasket layers on flow cell |
References
- Guo, W., Ngo, H. -H., Li, J. A mini-review on membrane fouling. Bioresource technol. 122, 27-34 (2012).
- Fane, A. G., Fell, C. J. D. A review of fouling and fouling control in ultrafiltration. Desalination. 62, 117-136 (1987).
- Tang, C. Y., Chong, T. H., Fane, A. G. Colloidal interactions and fouling of NF and RO membranes: a review. Adv. colloid interfac. 164 (1-2), 126-143 (2011).
- De Jong, J., Lammertink, R. G. H., Wessling, M. Membranes and microfluidics: a review. Lab on a chip. 6 (9), 1125-1139 (2006).
- Haas, R., Gutman, J., et al. Glycosphingolipids Enhance Bacterial Attachment and Fouling of Nanofiltration Membranes. Environ. Sci. Technol. Lett. 2, (2015).
- Nabe, A. Surface modification of polysulfone ultrafiltration membranes and fouling by BSA solutions. J. Membr. Sci. 133 (1), 57-72 (1997).
- Ang, W., Elimelech, M. Protein (BSA) fouling of reverse osmosis membranes: Implications for wastewater reclamation. J. Membr. Sci. 296 (1-2), 83-92 (2007).
- Bernstein, R., Belfer, S., Freger, V. Surface modification of dense membranes using radical graft polymerization enhanced by monomer filtration. Langmuir. 26 (14), 12358-12365 (2010).
- Kaufman, Y., Kasher, R., Lammertink, R. G. H., Freger, V. Microfluidic NF/RO separation: Cell design, performance and application. J. Membr. Sci. 396, 67-73 (2012).
- Kaufman, Y., et al. Towards supported bolaamphiphile membranes for water filtration: Roles of lipid and substrate. J. Membr. Sci. 457, 50-61 (2014).
