Priežastis, dėl kurios spirališkai suvyniotos membranos išlaiko aukštą efektyvumą ir stabilumą daugelyje atskyrimo scenarijų, iš esmės yra jų mokslinis funkcinis pagrindas-selektyvus šerdies pralaidumas, kartu su unikalia spiraline struktūra ir skysčio dinamikos dizainu, leidžiančiu efektyviai atskirti ir valdyti procesą.
Šis funkcinis pagrindas visų pirma yra pagrįstas membranos atskyrimo mechanizmu. Atsižvelgiant į porų dydžio ir paviršiaus cheminių savybių skirtumus, spirale suvyniotos membranos gali išsijoti arba ištirpinti atskirus tirpalo komponentus. Pavyzdžiui, atvirkštinio osmoso membranos, pasikliaujančios itin mažais porų dydžiais ir tankiu odos sluoksniu, leidžia tik vandens molekulėms prasiskverbti į slėgį, išlaikant jonus ir daugumą ištirpusių medžiagų; nanofiltracinės membranos turi šiek tiek didesnius porų dydžius, kurios selektyviai leidžia vienavalečiams jonams praeiti pro juos išsaugant dvivalečius ir aukštesnio -valenčių jonus bei organines medžiagas; Ultrafiltravimo ir mikrofiltravimo membranos daugiausia priklauso nuo fizinio sijojimo, kad būtų pašalinti koloidai, bakterijos ir suspenduotos dalelės. Membraninės medžiagos paviršiaus krūvis ir hidrofiliškumas / hidrofobiškumas dar labiau įtakoja skirtingų komponentų sulaikymo charakteristikas, todėl galima įvairiai pritaikyti.
Antra, spiralinių membranų konstrukcinė konstrukcija užtikrina jų funkcijų įgyvendinimą. Membranos sluoksnis ir srauto nukreipimo tinklelis yra pakaitomis išdėstyti ir suvynioti išilgai centrinio vamzdžio, todėl tiekiamas skystis pakartotinai liečiasi su membranos paviršiumi kryžminiu srautu, veikiant slėgiui. Permeatas prasiskverbia per membraną į tinklelio tarpus ir teka į centrinį vamzdelį, o koncentratas išleidžiamas ašine kryptimi išilgai tinklo. Šis nenutrūkstamas kryžminio srauto modelis kartu su tinklelio sukuriama mikro-turbulencija veiksmingai slopina koncentracijos poliarizaciją ir teršalų nusėdimą, išlaikant ilgalaikį-membranos srauto stabilumą ir atskyrimo efektyvumą. Atraminis sluoksnis suteikia mechaninį sutvirtinimą, neleidžia membranai deformuotis esant slėgiui ir užtikrina vienodą įtempimą bei vientisumą membranos paviršiuje.
Be to, tikslus vyniojimo proceso valdymas yra esminis jo funkcinio pagrindo aspektas. Tinklo poringumas, apvijos įtempimas ir komponentų sandarinimas turi atitikti membranos savybes; bet koks nukrypimas gali sukelti netolygų srautą arba nuotėkį, taip paveikdamas atskyrimo tikslumą ir tarnavimo laiką.
Todėl funkcinis spiralinių membranų pagrindas yra organinis atskyrimo mechanizmo, konstrukcinio dizaino ir gamybos proceso integravimas. Šie trys elementai veikia kartu, kad užtikrintų efektyvų ir patikimą veikimą sudėtingomis sąlygomis, padėdami technologinį pagrindą nuolat -plėtėjančioms taikymo sritims.
