ממברנות מיקרו -פילטרציה (MF), כלחץ - יחידות הפרדה מונעות, בדרך כלל יש גדלי נקבוביות בטווח של 0.1–1.0 מיקרומטר, מה שמאפשר להם לשמור ביעילות חלקיקים קולואידיים, מוצקים מושעים, מקרומולקולרי, חיידקים, וחלקם וירוסים. לעתים קרובות הם משמשים כמחסום לטיפול לפני הטיפול לפני אולטרה סינון או אוסמוזה הפוכה, ומספקים איכות מים יציבה לתהליכים במורד הזרם. עם זאת, בפעולה מעשית, ממברנות MF רגישות מאוד לסתימה על ידי מזהמים. במזון - עיבוד שפכים, שפכים שומניים ושפכים תעשייתיים עם תוכן אורגני גבוה, מרבצי שומנים, שמנים וחלבונים יכולים לחסום במהירות נקבוביות ממברנה ולגרום לירידה של שטף קשה. זיהום כזה לא רק מפחית את יעילות המערכת אלא גם מגדיל את תדירות ניקוי הממברנה והחלפתו, ובכך מעלה עלויות התפעול. שיטות ניקוי קונבנציונאליות מסתמכות בעיקר על חומרים כימיים כמו אלקליס, חומצות ופעלי שטח. בעוד שהם יעילים בטווח הקצר, הם כרוכים לעתים קרובות בצריכת אנרגיה גבוהה, שימוש כימי גדול, נטל סביבתי ופוטנציאל ארוך {}}} נזק לטווח לחומרי הממברנה. לפיכך, פיתוח אסטרטגיות ניקוי משופרות ירוקות ויעילות יותר הפך לעדיפות מחקרית.
הצגת מיקרו -בובלי אוויר (MBS) מספקת גישה חדשה לניקוי קרום MF. עם קוטרים בסולם המיקרומטר, ל- MBS יש שטח פנים ספציפי גבוה, פעילות ממשקית ואפקטים של קרע ייחודי. הם יכולים לייצר סערה ומיקרו - מטוסים בנוזלים, ובכך לשפר את הניתוק ופירוק שכבות ההתייחסות. בהשוואה לשיטות ניקוי הנשענות אך ורק על תגובות כימיות, MBS מחזקים את העברת המסה באמצעות השפעות פיזיות ומכניות, לא רק משפרות את יעילות הניקוי אלא גם מצמצמת את הצריכה הכימית.
ראשית, מנגנון הליבה של MBs בניקוי MF טמון בהפרעה ממשקית וניתוק חריףו כאשר MBS מפוזרים בפתרונות ניקוי, הם מתחברים למשטח הממברנה ולשכבות חריפות. במהלך קרע רציף הם משחררים מטוסי מיקרו- מיידיים, שיכולים לשבש את מבני ההדבקה של שכבות שמן, ג'לי חלבון ואורגניים הידרופוביים אחרים המופקדים על פני הממברנה, מה שמקל עליהם להסרה. במקביל, נוכחותן של בועות מגבירה את הסערה בתמיסת הניקוי, מאיצרת את המגע והתגובה בין נוזל ניקוי ועדנים, ובכך מקדמת פירוק או פיזור מהיר יותר של מרבצי פני השטח.
שנית, MBS יכולהשפר את הפעולה של חומרי ניקוי כימייםו בניקוי MF נפוץ, לעתים קרובות משתמשים בפתרונות אלקליין (למשל, NaOH) להסרת שמן - uplants מבוסס. עם זאת, בשל ההידרופוביות החזקה והצמיגות של חומרים שומניים, ניקוי כימי בלבד דורש לעתים קרובות ריכוזים גבוהים וזמן מגע ממושך. מחקרים הראו שכאשר MBs בקוטר של כ -4.5 מיקרומטר וריכוז של כ- 10³/ml הוכנסו לפתרונות ניקוי NaOH, שיעור התאוששות השטף השתפר בכ- 235% בהשוואה ל- NAOH בלבד. הסיבה לכך היא ש- MBS מתורבת ברציפות על פני השטח העגומים במהלך הניקוי, מה שמאצה את תחליבם ופירוק השמנים, ובכך מאפשר לתמיסת הניקוי לחדור לעומק יותר לשכבת העבירות. סינרגיה זו "הפרעה פיזית + פירוק כימי" מקצרת משמעותית את זמן הניקוי ומפחיתה את המינון הנדרש של חומרי הניקוי.
בנוסף, MBS מציעה בולטיתרונות סביבתיים וכלכלייםו על ידי צמצום ההסתמכות על - ניקוי כימי ריכוזי, MB - ניקוי סיוע מוריד את הצריכה והפריקה הכימית, וממזער זיהום סביבתי משני. מנקודת מבט אנרגטית, ניקוי MB מסתמך בעיקר על התקני ייצור בועות, שהם יותר אנרגיה - יעילים בהשוואה לניקוי קולי עוצמה גבוהה {}} או שטיפה כימית נרחבת. יתר על כן, ריכוזים כימיים נמוכים יותר עוזרים להאריך את תוחלת החיים של הממברנה על ידי הפחתת קורוזיה כימית, ובסופו של דבר מורידים את עלויות ההחלפה לטווח הארוך.
יש להדגיש כי היעילות של ניקוי סיוע MB - מושפעת מפרמטרים מרובים. חלוקת גודל הבועה, ריכוז, שיטת ההזרקה וקצב הזרימה והטמפרטורה של תמיסת הניקוי משפיעים ישירות על ביצועי הניקוי. באופן כללי, בועות קטנות יותר, עם שטח הפנים הגדול יותר שלהן, יכולות לקיים אינטראקציה עם יותר עבירות, ואילו ריכוז מתאים מבטיח סערה מספקת מבלי לפגוע בזרימת הנוזלים. מחקר עתידי עשוי לחקור עוד יותר כיצד לייעל את מאפייני הבועה באמצעות תכנון גנרטורים, מה שמאפשר שליטה מדויקת ומקסם את יעילות הניקוי.
במבט קדימה, היישום של MBS בניקוי MF צפוי להשתלב עם אסטרטגיות ניטור אינטליגנטיות ואסטרטגיות ניקוי אדפטיביות. לדוגמה, על ידי מעקב אחר שינויים בשטף הממברנה ולחץ הטרנסממברנה בזמן אמת, מערכות יכולות להתאים אוטומטית את המינון ותדירות הזרקת MB, מה שמאפשר ניקוי אור מונע לפני שמתרחשת עבירות קשה. בנוסף, ניתן לשלב MBS עם חומרים אנזימטיים נמוכים - סוכנים אנזימטיים ריכוזיים או Eco - פעילי שטח ידידותיים, יוצרים מערכת ניקוי קרום אנרגיה מגוונת ונמוכה-. בתעשיות כמו עיבוד מזון, טיפול בשפכים תרופות, ותרחישי עומס אחרים {}}} זיהום - עומס, אימוץ טכנולוגיית MB ישפר עוד יותר את הקיימות ואת העלות {}}} אפקטיביות של תהליכי הפרדת ממברנה.
לסיכום, השפעות החיזוק של MBS על ניקוי MF באה לידי ביטוי בעיקר בהפרעה הפיזית ובסינרגיה כימית המשפרים באופן משמעותי את היעילות ואת התאימות הסביבתית של תהליכי ניקוי מסורתיים. MBS לא רק מסיר ביעילות את מרבצי השטח ומשחזר את שטף הממברנה, אלא גם מפחית את התלות בכימיקלים, מאריכים את תוחלת החיים של הממברנה, ולסלול את הדרך לתרגילי טיפול חכם וירוק יותר. עם אופטימיזציה נוספת של מחקר ומציוד, MBS צפוי למלא תפקיד מרכזי יותר ויותר במערכות הממברנה התעשייתית, והופכים לכלי חיוני לניקוי ותחזוקת קרום.