Strukturální design spirálově vinuté membrány jako základní součást technologie membránové separace přímo určuje její separační účinnost, provozní stabilitu a aplikační adaptabilitu. Prostřednictvím přesné kombinace více funkčních materiálů a procesu navíjení maximalizují spirálově vinuté membrány účinnou plochu membrány na jednotku objemu a zároveň konstruují uspořádané tekutinové kanály, což z nich činí preferovanou konfiguraci pro průmyslové-oddělování vodního kamene.
Strukturálně se spirálově vinutá membrána skládá hlavně ze čtyř částí: separační membrány, nosné vrstvy, síťky pro vedení toku a centrálního sběrného potrubí vody. Separační membrána je jádrovou funkční vrstvou. V závislosti na požadavcích separace lze vybrat různé materiály a velikosti pórů, jako je reverzní osmóza, nanofiltrace a ultrafiltrace, aby se selektivně zachytily cílové látky. Nosná vrstva, obvykle vyrobená z porézních polymerních materiálů, těsně přilne k povrchu membrány, zvyšuje mechanickou pevnost, zabraňuje deformaci membrány tlakem a zajišťuje rovnoměrné namáhání povrchu membrány. Síťka- navádějící proud, umístěná mezi sousedními membránovými vrstvami, vede proud přiváděné kapaliny pomocí mřížkové struktury, čímž snižuje polarizaci koncentrace zvýšením turbulence a zabraňuje lokalizovanému hromadění nečistot. Centrální sběrné potrubí vody prochází jádrem sestavy, shromažďuje a vypouští permeát přes membránu. Jeho pórovitost a rozložení musí odpovídat ploše membrány, aby byla zajištěna rovnoměrná hydraulická distribuce.
Během montáže jsou výše uvedené materiály střídavě naskládány v sekvenci „membrána{0}}membrána{1}}membrána, která je nakonec spirálovitě navinutá do válcové sestavy podél centrální trubky. Tato logika navíjení umožňuje přiváděné kapalině pronikat radiálně více membránovými vrstvami pod tlakem, zatímco permeát prosakuje povrchem membrány do mezer sítě a nakonec proudí do centrální trubky. Koncentrát je vypouštěn axiálně podél síťových kanálů a tvoří kontinuální křížový{4}}proudový filtrační režim. Při konstrukčním návrhu vyžaduje tloušťka, pórovitost a napětí vinutí separátoru přesnou kontrolu-příliš hustá síťka zvyšuje odpor proudění, zatímco příliš řídká síťka oslabuje rušivý efekt; těsnost vinutí přímo ovlivňuje rovinnost povrchu membrány a těsnicí výkon a odchylky v jakémkoliv aspektu mohou vést ke snížení výkonu.
Právě tato přesná struktura „funkčního stratifikačního-tekutinového vedení-integrované kolekce“ umožňuje spirálově vinutým membránám dosáhnout vysoké-tekutosti, nízké{3}}účinnosti separace energie v omezeném prostoru a také poskytuje strukturální základ pro jejich dlouhodobý-stabilní provoz ve složitých podmínkách.
