Tredimensjonalt Trykt microfluidic Cross-flow system for ultrafiltrering / Nanofiltrering Membran Performance Testing

Bioengineering

Your institution must subscribe to JoVE's Bioengineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Konstruksjon og fremstilling av et tredimensjonalt (3-D) trykt mikrofluid cross-flow filtreringssystem er påvist. Systemet brukes til å teste ytelsen, og observere begroing av ultrafiltrering og nanofiltrering (thin film composite) membraner.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Wardrip, N. C., Arnusch, C. J. Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing. J. Vis. Exp. (108), e53556, doi:10.3791/53556 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Minimalisering og forvaltning av membran begroing er en formidabel utfordring i ulike industrielle prosesser og andre praksiser som utnytter membranteknologi. Forstå begroing prosessen kan føre til optimalisering og høyere effektivitet av membranbasert filtrering. Her viser vi design og fabrikasjon av en automatisert tredimensjonalt (3D) trykt microfluidic cross-flow filtreringssystem som kan teste opptil 4 membraner i parallell. De microfluidic celler ble skrevet ut ved hjelp av multi-material fotopolymer 3-D utskriftsteknologi, som brukte en gjennomsiktig hardt polymer for microfluidic cellekroppen og innarbeidet en tynn gummilignende polymer lag, som hindrer lekkasjer under drift. Utførelsen av ultrafiltrering (UF), nanofiltrering og (NF) membraner ble testet og membranen begroing kunne observeres med en modell tilsmussing bovint serumalbumin (BSA). Strøm oppløsninger inneholdende BSA viste fluks nedgang av membranen. Denne protokollen kan strekke seged å måle begroing eller begroing med mange andre organiske, uorganiske eller mikrobielle inneholder løsninger. Den mikrofluid utformingen er spesielt fordelaktig for testing av materialer som er kostbare eller bare er tilgjengelig i små mengder, for eksempel polysakkarider, proteiner eller lipider på grunn av det lille areal av membranen som blir testet. Dette modulære systemet kan også enkelt utvides for høy gjennomstrømming testing av membraner.

Introduction

Membranteknologien er integrert i industrielle og andre prosesser som krever separering av oppløste stoffer fra en bulkløsning, derimot, er membranen begroing en vesentlig kontinuerlig utfordring. 1 Vanlige eksempler hvor membranen tilsmussing oppstår omfatter bruk av ultrafiltreringsmembraner for størrelsen basert separasjon av avløpsvann, 2 og tynn film kompositt membraner for separasjon av ioner og større oppløsninger fra brakkvann eller sjøvann. 3 Karakteristiske tegn på begroing inkluderer en økning i trans trykk og en nedgang i forandring. Dette reduserer produktiviteten av membranen og forkorter dens levetid på grunn av kjemiske eller andre rengjørings protokoller. Derfor membran Forestillingen er en god indikator for å vurdere begroing og for å forstå mekanismene og effekter av begroing, begroing og biofilmdannelse på membranene. Dessuten er prestasjonsvurdering viktig i utformingen eller endring av nye membraner.

eft ">

Interessen for bruk av membraner i microfluidic anordninger har vært økende i løpet av det siste tiåret. 4 Nylig har vi studert effekten av mikrobielle komponenter lipopolysakkarid, og glykosphingolipid på begroing på overflaten av en nanofiltreringsmembran, og den etterfølgende følsomhet av det kondisjonerte overflaten til mikrobiell vedlegg. 5 A microfluidic kryss enheten ble brukt for å vurdere resultatene av nanofiltreringsmembraner. Dette tillot bruk av spesielle ikke-kommersiell lipid komponenter bare tilgjengelige i små mengder for membranoverflaten begroing fordi memebranoverflaten området var liten. Systemet tillatt størrelse effektiv bruk av membranmaterialer og lave volumer av løsninger. I denne protokollen beskriver vi design og fabrikasjon av mikrofluidanordning for membranytelsestesting, og skissere inkorporering av enheten inn i en trykk flow system. Demonstrasjon av enheten er vist ved testing ytelsen Ultrafiltreringsmembranene og nanofiltreringsmembraner ved hjelp av en modell tilsmussing, BSA. 6,7

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Design og fabrikasjon av microfluidic Test System

  1. Utforme mikrofluid Anordning som to separate deler: en øvre del og nedre del (figur 1) i et CAD-program.
  2. Begynn å lage den nederste delen ved hjelp av rektangelet verktøyet til å tegne en 40 mm med 60 mm rektangel.
  3. På et hjørne med sirkelverktøyet skape en 6,2 mm diameter sirkel sentrert 10 mm fra kantene. Med det lineære mønster verktøy replikere i hullene på tvers av rektangelet med 20 mm mellomrom i totalt 6 hull.
  4. Ved hjelp av fileten verktøy filetere rektanglene med en radius på 1 mm.
  5. Ekstrudere del 10 mm med extrude verktøyet.
  6. I midten av toppflaten, med rektangelet verktøyet opprette et rektangel 30 mm ved 1 mm og med den ekstruder snitt verktøyet skjære 0,2 mm for strømningskanalen.
  7. Ved hjelp av sirkelverktøyet lage et sirkel med diameter 1 mm ved enden av strømningskanalen. Deretter med linjeverktøyet konstruere en sti som forbinder sirkelen til nærmeste40 mm x 10 mm ansikt, inkludert en radius 4 mm laget med fileten verktøyet. Lag et kutt langs denne stien med feide kutt verktøyet.
  8. Med sirkelverktøyet skape en sirkel med diameter 3,9 mm på midten av strømningsbanen og kuttet 8 mm med den ekstruder snitt verktøyet for å tillate for beslag.
  9. Gjenta trinn 1,7 og 1,8 for den motsatte siden av strømningskanalen.
  10. Med den øverste delen gjenta trinn 1,2-1,5. Så i midten av topp ansiktet skape en gjennomtrengende kanal med rektangel verktøyet for å lage et rektangel 30 mm med 1 mm og kutte 0,5 mm ved hjelp av Extrude kutt verktøyet.
  11. Bruk sirkelverktøyet for å lage en 1 mm sirkel sentrert i permeatet kanalen 5 mm fra en ende. Med linjeverktøyet konstruere en bane som forbinder kretsen til en av 1 cm ved 6 cm flater, inkludert en radius på 4 mm laget med fileten verktøyet. Lag et kutt langs stien med feide kutt verktøyet.
  12. Med sirkelverktøyet skape ekstra sirkel 3,9 mm diameter med sentrum på den gjennomtrengende banen og kuttet 8 mm med exTrude kutte verktøyet.
  13. På de delene toppen 40 mm kanter, med rektangel verktøyet, lage rektangler 40 mm med 5 mm tilsette 4 mm radier med fileten verktøyet. Bruk extrude verktøy for å ekstrudere 3 mm nedover for håndtak.
  14. Trykket av deler med en multi-materiale fotopolymer 3-D skriver ved hjelp av en hard gjennomsiktig polymer, inkludert 0,05 mm overmaling med en myk gummiaktig polymer på overflaten av hver enkelt del som inneholder kanalen. Bruk produsentens standard protokoll, kalibrering og innstillinger.
  15. Tap tråder (M5) i fôr, retentat og gjennomsyre åpninger. Bruk rørlegger rens tape til å koble 1/8 "beslag på sendingene og retentat og 1/16" beslag til den gjennomtrengende.
  16. Koble microfluidic enheter for å pumpe, ventiler, trykkgiver og kontrollventilen med 1/8 "rør (figur 2).
  17. Koble 0,45 mikrometer filtrene til nyanlegg.
  18. Discharge gjennomsyre å flyte meter og begre på balanserer med 1/16 "slange.
  19. Koble servoer og strømforsyning til servo skjold.
  20. Koble trykkgiver, brytere og servo skjold til mikrokontroller.
  21. Koble mikrokontroller, balanserer, flow-apparatet og pumpen til en PC for datalogging og systemkontroll.
  22. Konfigurer balanserer å skrive data til sine seriell port.

2. Forbered Membraner som skal testes

  1. Kutt membraner til 40 mm x 8 mm.
  2. Sug membraner i ultrarent vann (3 x 10 min) med lydbehandling.
  3. Deretter suge membraner i 50/50 ultrarent vann / etanol i 1 time.
  4. Skyll membraner med ultrarent vann og butikk i ultrarent vann ved 4 ° C. 8

3. Forbered løsningene som skal testes med nanofiltrering Membraner

  1. Legg 500 ml ultrarent vann til en Erlenmeyer-kolbe. Deretter legger 0,04 g BSA end 0,29 g NaCl.
  2. Legg 500 ml ultrarent vann i en separat Erlenmeyer-kolbe. Deretter legger 0,6 g MgSO4.
  3. Legg 500 ml ultrarent vann til en tredje Erlenmeyer-kolbe. Deretter legger 0,29 g NaCl.
  4. Sett røre barer i hver kolbe og plassere kolber på oppstuss platene. Bland i 5 minutter ved 500 rpm.

4. Utfør en Nanofiltrering Begroing Experiment

Merk: Utfør eksperimentet ved RT (ca. 24 ° C). Først konfigurere systemet for måling av en enkelt membran ved å stenge ventilene til å strømme celler ikke er koblet til strømningsmåleren.

  1. Sette inn en pumpeinnløpsrøret inn i ultrarent vann reservoaret og den andre innløpsrøret inn i det MgSO4-løsning (figur 2).
  2. Bruke en sprøyte for å trekke vann og MgSO4-løsning gjennom røret for derved å fjerne alle luftbobler i systemet.
  3. Sette inn en nanofiltreringsmembran på den nederste delen av strømningscellen, med denaktive side mot matekanalen, og stedet på den øvre del av strømningscellen.
  4. Fest mutterne for hånd og stram jevnt med en skiftenøkkel, slik som å redusere lekkasje.
  5. Velge den ultrarent vann til reservoaret velgerbryter.
  6. Setter pumpens strømningshastighet til 2 ml / min og starte pumpen.
  7. Juster trykkregulatoren til 4 bar.
  8. Sett eksperimentelle parametre for å bytte reservoar hvert 45 min starter med vannbeholderen.
  9. Sett reservoar bryteren til auto, og begynne å eksperimentere.
  10. På 60 min samle MgSO4 gjennomtrengende i et rør for neste 30 min.
  11. Ved 91 min erstatte MgSO4 kolbe med kolbe inneholdende løsning av BSA og NaCl.
  12. Raskt stoppe pumpen og bruke en sprøyte for å trekke BSA-oppløsning gjennom innløpsrøret for å fjerne MgSO4 overs i produksjonsrøret. Deretter starter pumpen igjen.
  13. På 150 min samle BSA gjennomsyre i et rør for neste 30 min.
  14. Etter 225 minutter, slå av systemet og fjerne nano filtreringsmembran fra strømningscellen.
  15. Ved hjelp av en sprøyte, spyle ut testløsning innløpsrøret med ultrarent vann.
  16. Gjenta trinn 04.01 til 04.15 for hver ekstra membran testet.
  17. For NaCl bare tester, gjenta trinn 04.01 til 04.10, og 04.14 til 04.16 erstatte MgSO4 løsning med NaCl-løsning og slutter eksperimentet etter 90 min i stedet for 225 min.

5. Beregn Salt Avvisning av nanofiltrering membraner

  1. Skyll elektrodene i testcellen potensiostat med ultrarent vann.
  2. Med en pipette, innskudd 5 ul av MgSO4 løsning på testcellen elektrodene.
  3. Record motstand av løsningen.
  4. Gjenta trinn 5,1-5,3 fire flere ganger og beregner gjennomsnittsverdien.
  5. Gjenta trinn 5.1 til 5.4 for NaCl og BSA / NaCl-løsninger, samt for hver syre løsning oppsamlet.
  6. Beregn salt avvisning med ligning 1:
    6eq1.jpg "/>
    hvor Ω s er motstanden av testoppløsningen og Ω p er motstanden i permeatet. Motstanden er omvendt proporsjonal med ledningsevnen av en oppløsning som direkte korrelerer til saltkonsentrasjon.

6. Forbered Løsning for å bli testet med Ultrafiltreringsmembranene

  1. Tilsett 1 L av ultrarent vann i et 4 l begerglass. Deretter legger 0,32 g BSA.
  2. Sett oppsikt bar i beger og legg på et rør plate. Bland i 5 minutter ved 500 rpm.
  3. Tilsett ytterligere 3 liter ultrarent vann til begerglass og bland igjen i 5 minutter ved 500 rpm.

7. Utfør en ultrafiltrering Begroing Experiment

Merk: Utfør et eksperiment ved RT (ca. 24 ° C). Først konfigurere systemet til å måle 4 membraner i parallell ved å åpne alle ventiler til å flyte celler.

  1. Plasser en pumpe inntaksrøret inn i ultrarent vann reservoar og andre inntaksrøret til the BSA-oppløsning (figur 2).
  2. Bruke en sprøyte for å trekke vann og BSA-oppløsning gjennom produksjonsrøret for derved å fjerne alle luftbobler i systemet.
  3. Sett ultrafiltreringsmembraner på den nederste delen av strømningsceller med de aktive sidene mot matekanaler, og lukker cellene med de øvre halvdeler av mikrofluidanordningen.
  4. Fest nøtter for hånd, og stram jevnt med en skiftenøkkel. Feilaktig innstramming kan føre til vannlekkasje.
  5. Velg ultrarent vann med reservoar bryteren.
  6. Setter pumpens strømningshastighet til 8 ml / min og starte pumpen.
  7. Juster trykkregulatoren til 0,4 bar.
  8. Monitor flux verdier av membraner med datainnsamling programvare i henhold til produsentens protokoll.
  9. Juster trykkregulatoren til gjennomsnittlig fluks er 200 LMH ± 10%.
  10. Bytt enkelt membran hvis fluks er ikke 200 LMH ± 20%.
  11. Skriv eksperimentelle kjøre parametere. Velg først ultrarent vann forskrvoir i 60 minutter med en konstant strøm av 200 ± 20 LMH. Velg deretter BSA reservoar for 420 minutter med manuell styring av trykkregulatoren. Til slutt velger den ultrarent vann reservoar i 15 min med manuell styring av trykkregulatoren til spylesystemet på slutten av eksperimentet.
  12. Sett reservoar bryteren til auto, og begynne å eksperimentere.
  13. Etter run ferdigstillelse, slår systemet ned og fjerne membraner fra flyt celler.
  14. Med en sprøyte, spylepumpe innløpsrør med ultrarent vann.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De microfluidic strømnings Cellene ble utformet ved hjelp av et CAD-program og skrives ut ved hjelp av en multi-materiale fotopolymer tre-dimensjonal (3-D) skriver. Denne celle ble konstruert i to deler, slik at membranene kan lett settes inn og fjernes fra enheten (figur 1). Hver del var 1 cm tykk, trykket fra en hard, klar polymer for strukturell integritet, og på sidene som vender mot membranen ble overbelagt med et meget tynt 50 um lag av gummilignende polymer. Den overmaling ble utført for å gi cellen med en tettende evne, noe som hindrer vannlekkasje. En strømningskanal er designet 0.2 mm dype, 1 mm bred og 30 mm lang for å teste en 30 mm 2 område av membranen. Etter kutting membranene til 40 mm med 8 mm og vasking protokollen, ble en testmembran innsatt i enheten. Seks rustfrie bolter og muttere (M6) ble anvendt for å stramme anordningen, og den var koblet til systemet (figur 2). På denne måte er cellen permanently koblet til systemet, mens membraner kan lett erstattes. Ett Cellen ble operert for nanofiltrering membran eksperimenter, og fire celler ble drevet parallelt for ultrafiltreringsmembran eksperimenter.

For nanofiltreringsmembraner, ble en strømningsmåler koblet for å måle permeat fluks. For å utføre et eksperiment, rent vann ved en hastighet på 2 ml / min. ble startet og trykket ble justert til 4 bar. Dette resulterte i et permeat fluks av ~ 40 LMH (figur 3), og tilsvarte ~ 10 LMH / bar. Etter ekvilibrering og observasjon av en konstant fluks (ca. 45 min), ble oppløsningen endret til MgSO4 (10 mM) for å teste for avvisning og verifisere integriteten av membranen, og permeatet ble oppsamlet. Resistiviteten til denne løsningen ble målt som er omvendt proporsjonal med konduktiviteten. Ved de saltkonsentrasjoner som ble testet, er lineært proporsjonalt med konsentrasjonen og den% salt r ledningsevneutstøting kan beregnes. Testet i foreliggende eksperiment membraner ga 83% ± 4%, og 64% ± 3% avslag på MgSO4 og NaCl, respektivt. Systemet Tilførselen ble deretter returnert til rent vann inntil en stabil fluks ble oppnådd, og deretter endret til en vandig oppløsning av BSA (0,08 g / l) i NaCl (10 mM). Nedgangen i bevegelse i forhold til fluksen av en reguleringsmembran under betingelsene i 10 mM NaCl antydet membran begroing på grunn av BSA.

For Ultrafiltreringsmembranene ble fire microfluidic enheter som er koblet i parallell, med gjennomtrengende flux målt ved hjelp av vekter. Disse balanserer ble koblet til datamaskinen og tilrettelagt kontinuerlig datainnsamling. Ved hjelp av et rent vann matehastighet på 8 ml / min for systemet, som er 2 ml / min per strømningscelle, trykket ble justert for å oppnå en gjennomsnittlig fluks på 200 LMH (figur 4). Fluksen av hver membran ble vurdert, og membranen ble erstattet hvis fluksen forskjellen var & #62; 20% fra den opprinnelige valgt flux gjennomsnitt på 200 LMH. Oppløsningen ble endret til BSA (0,08 g / l) og fluksen reduksjonen ble overvåket. Innmatningsoppløsningen ble deretter endret tilbake til rent vann. For representative resultater, sammenlignet vi 30 og 50 kDa hydrofil polyetersulfon ultrafiltreringsmembraner, og observert at selv om 50 kDa-membran hadde en høyere normalisert fluks ved avslutningen av eksperimentet (26,5% av opprinnelig fluks) sammenlignet med 23% for 30 kDa-membran, forskjellen var ikke signifikant.

Figur 1

Figur 1. Konstruksjon og bildet av mikrofluid innretning som anvendes. Konstruksjonen ble gjort ved hjelp av et CAD-program og skrives ut ved hjelp av en tre-dimensjonal fotopolymer skriver. (A) Bunn delen inneholder matekanal (ovenfra). (B) Top delen inneholder den gjennomtrengende chan nel (ovenfra). (C) Montering av enheten (sett fra siden). (D) Bilde av den funksjonelle enheter, inkludert en membran kupong, delene festet sammen med skruer og muttere. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2

Figur 2. Skjematisk representasjon av systemet. Den nanofiltreringsmembran testing ble utført ved bruk av strømningscellen 1. Den ultrafiltreringsmembran Testingen ble utført ved anvendelse av alle 4 strømningsceller i parallell. Computer datalogging ikke vist. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

lways "> Figur 3

Figur 3. Ytelse og begroing av et nanofiltrering Membran under tverrstrømningsforhold Eksperimentelle betingelser for full kjøre (svart firkant). I) ultrarent vann, 2 ml / min, 4 bar. ii) 10 mM MgSO4, 2 ml / min, 4 bar. iii) ultrarent vann, 2 ml / min, 4 bar. iv) BSA (0,08 g / l) i 10 mM NaCl, 2 ml / min, 4 bar. v) ultrarent vann, 2 ml / min, 4 bar. Reguleringsmembranen 10 mM NaCl, 2 ml / min, 4 bar (blå sirkel). Feilfelt betegne standardavviket. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4

Figur 4. Begroing av Ultrafiltreringsmembranene 30 kDa ( rød firkant) og 50 kDa (blå diamant) under tverrstrømningsforhold. i) trykket ble justert slik at gjennomsnittlig innledende rent vann gjennomtrengende fluks var 200 LMH. ii) BSA (0,08 g / l) 2 ml / min. Feilfelt betegne standardavviket. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne protokollen beskriver konstruksjonen av et tredimensjonalt trykt mikrofluidtverrstrømningsanordning for testing av nanofiltrerings og ultrafiltreringsmembraner. Nylig har vi vist suksess for en variant av denne protokollen med nanofiltrering membran condition og begroing med glykosfingolipider og lipopolysaccharides og membran ytelse forskjeller med påfølgende bakteriekultur injeksjon. 5 Fremtidige applikasjoner som benytter denne teknikken kan brukes til å evaluere membran ytelse endres ulike belegg . Sammenlignet med større flyt celler denne microfluidic enheten krever mye mindre testløsning og kan redusere kostnadene for begroingsmidlene og forbindelser, spesielt de som er kun tilgjengelig i begrensede mengder. Den lille formatet gjør det også praktisk for laboratorieskala testing og kan være mottakelig for høy gjennomstrømming testing.

Utformingen av mikrofluidtverrstrømningsanordning ble oppnådd through iterativ prototyping, som er den store fordelen med tredimensjonal utskrift. Generelt enhetskonstruksjonstrekk var basert på en tidligere publisert mikrofluid cross-flow enhet som brukes til nanofiltreringsmembran anvendelser. 9,10 De mest betydningsfulle utforming forskjellene var at mate og trenge gjennom kanaler som ikke er kompensert men direkte overliggende hverandre, og tykkelsen av deler, og vannet tettende metode. Forebygging av vannlekkasjer var det store problemet som ble overvunnet i designprosessen gjennom å skrive ut enheten med en multi-material fotopolymer 3-D skriver. Dette tillot en tynn myk polymer for å være på overflatene av anordningen som var i kontakt med membranen. Etter plassering av membran i enheten, og jevnt stramme med 6 nøtter (M6), ble vannlekkasjer forhindres. Andre mulige områder for vannlekkasjer er mateinnløpet og retentatet utløp rør tilknytningspunkter, og kan forebygges ved hjelp av rørlegger er tape ogvære forsiktig med å stram tilkobling av slangen, noe som ville skade threading. Enheten har blitt trykktestet opp til 5 bar uten lekkasjer.

Det er viktig at ultrarent vann anvendes for fremstilling av alle løsningene. Vann fra andre kilder kan inneholde ukjente begroings stoffer som ville føre til reduksjon i membranytelsen. Dessuten er et filter (0,45 mm) som er festet til tilførselsrøret for å sikre fravær av partikler i systemet. Et permeat strømningsmåler ble anvendt for mer nøyaktig å måle lave fluks-verdier i representativt eksperiment ved bruk av en nanofiltreringsmembran. Et fast trykk på 4 bar ble valgt basert på en tidligere glykosfingolipider studie. 5 Gjenta målinger ved hjelp av ulike membran kuponger ble i gjennomsnitt. I et representativt eksperiment ved bruk av ultrafiltreringsmembraner, ble den initielle rene vannstrømning av membranen målt ved anvendelse av et trykk på 0,4 bar. Syre fluks fra membranen tilMembranen kan variere sterkt derfor hver membran største fluks ble kontrollert for å sikre at magnetfelt-forskjellene var ikke større enn ± 20%. Membraner som faller utenfor de ønskede initiale fluks-verdier ble erstattet med nye membran kuponger. I begroings studier en konstant forandring kan være å foretrekke fremfor et konstant press fordi membraner testet med forskjellige innledende fluks kan foul på ulike priser. Trykket ble deretter justert til den ønskede gjennomsnittlige første permeat-fluksen av 200 LMH ± 10%, kan imidlertid disse innledende startbetingelser velges i henhold til nødvendige forsøksbetingelser. Senere endringer i fødeløsning sammensetning og å overvåke flux endringene vil gi verdifull innsikt i egenskapene til membranen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noe å avsløre.

Acknowledgments

Forfatterne takker Stratasys (Rehovot, Israel) for tredimensjonal utskrift av enheten. Vi er takknemlige for Microdyne-Nadir (Tyskland) for membran prøvene. Denne forskningen ble støttet av Israel Science Foundation (Grant 1474-1413) til 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Guo, W., Ngo, H. -H., Li, J. A mini-review on membrane fouling. Bioresource technol. 122, 27-34 (2012).
  2. Fane, A. G., Fell, C. J. D. A review of fouling and fouling control in ultrafiltration. Desalination. 62, 117-136 (1987).
  3. 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).
  4. De Jong, J., Lammertink, R. G. H., Wessling, M. Membranes and microfluidics: a review. Lab on a chip. 6, (9), 1125-1139 (2006).
  5. Haas, R., Gutman, J., et al. Glycosphingolipids Enhance Bacterial Attachment and Fouling of Nanofiltration Membranes. Environ. Sci. Technol. Lett. 2, (2015).
  6. Nabe, A. Surface modification of polysulfone ultrafiltration membranes and fouling by BSA solutions. J. Membr. Sci. 133, (1), 57-72 (1997).
  7. Ang, W., Elimelech, M. Protein (BSA) fouling of reverse osmosis membranes: Implications for wastewater reclamation. J. Membr. Sci. 296, (1-2), 83-92 (2007).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Kaufman, Y., et al. Towards supported bolaamphiphile membranes for water filtration: Roles of lipid and substrate. J. Membr. Sci. 457, 50-61 (2014).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics