Diferența cheie dintre ultrafiltrarea prin microfiltrare și nanofiltrarea este dimensiunea porilor din membranele lor. Microfiltrarea folosește membrane cu pori de dimensiunea microscalei, în timp ce ultrafiltrarea folosește membrane cu dimensiunea porilor la scară mică, dar dimensiunea porilor este proiectată în așa fel încât un por este aproximativ o zecime din dimensiunea particulei. Nanofiltrarea, pe de altă parte, folosește membrane cu pori la scară nanometrică.
Toate microfiltrarea, ultrafiltrarea și nanofiltrarea sunt tipuri de tehnici analitice de filtrare prin membrană care sunt utile în procesele de separare. Aceste metode sunt utile în principal ca etape de purificare a procesului.
Ce este microfiltrarea?
Microfiltrarea este o tehnică analitică care este utilă pentru filtrare. Un fluid contaminat poate fi trecut printr-o membrană având pori la scară mică pentru a separa microorganismele și particulele în suspensie din acest lichid. Această tehnică analitică este utilizată în mod obișnuit împreună cu diferite alte procese de separare, inclusiv ultrafiltrarea și osmoza inversă. Aceasta oferă un flux de produse care nu conține niciun contaminant nedorit.
Figura 01: Un sistem de microfiltrare
De obicei, microfiltrarea servește ca metodă de pretratare care este importantă în tehnicile de separare, cum ar fi ultrafiltrarea. Mai mult, îl putem folosi ca pas de post-tratare pentru procesele de filtrare a mediilor granulare. De obicei, dimensiunea porilor pentru microfiltrare variază de la 0,1 la 10 micrometri. Membranele utilizate pentru această filtrare sunt concepute special pentru a preveni trecerea sedimentelor, algelor, protozoarelor și bacteriilor mari. În plus, aceste filtre tind să permită trecerea materialelor ionice, cum ar fi moleculele de apă, specii monovalente, cum ar fi ionii de sodiu și clorură, materie organică naturală care sunt dizolvate în fluid, coloizi mici și viruși.
În această metodă a procesului de microfiltrare, trebuie să trecem fluidul prin membrană cu o viteză mare (aproximativ 1-3m/s). Aici, putem folosi o presiune joasă până la moderată care este paralelă sau tangențială cu membrana semi-permeabilă. Membrana este de obicei sub formă de foaie sau sub formă tabulară. Putem folosi o pompă pentru a permite fluidului să treacă prin filtrul cu membrană. Această pompă poate fi acţionată prin presiune sau cu vid.
Există mai multe aplicații de microfiltrare, inclusiv tratarea apei pentru îndepărtarea agenților patogeni precum protozoarele, eliminarea turbidității etc. sterilizarea, rafinarea petrolului, prelucrarea lactatelor, limpezirea și purificarea bulionului celular, clarificarea dextrozei etc.
Ce este ultrafiltrarea?
Ultrafiltrarea este o tehnică analitică în care se utilizează o forță precum presiunea sau gradientul de concentrație pentru separarea printr-o membrană semi-permeabilă. În această metodă, solidele în suspensie cu o greutate moleculară mare nu pot trece prin membrană, în timp ce apa și substanțele dizolvate cu molecularitate scăzută pot trece. Reziduul care nu poate trece prin membrană este cunoscut sub numele de retentat, în timp ce porțiunea care poate trece prin filtru este cunoscută ca permeat sau filtrat. Această metodă este utilă în etapele de purificare și concentrare.
Figura 02: O tehnică încrucișată
În principiu, ultrafiltrarea este similară cu microfiltrarea, deoarece ambele tehnici efectuează separarea conform metodei de excludere a dimensiunii sau de captare a particulelor. Cu toate acestea, este fundamental diferită de separarea gazelor cu membrană, deoarece aceasta din urmă implică separarea folosind tehnici de absorbție și difuzie.
În general, dimensiunea porilor membranei utilizate în ultrafiltrare trebuie să fie o zecime din dimensiunea particulelor care urmează să fie separate. Prin urmare, limitează pătrunderea particulelor mari prin membrană. Cu toate acestea, limitează, de asemenea, pătrunderea particulelor mici prin pori și adsorbția lor la suprafața porilor. Ele pot bloca intrarea, așa că avem nevoie de ajustări simple ale vitezei de curgere transversală pentru a disloca particulele.
Ce este nanofiltrarea?
Nanofiltrarea este o tehnică analitică care utilizează filtrarea cu membrană în principal pentru a înmuia și dezinfecta apa. Este un tip de metodă de filtrare cu membrană care utilizează dimensiunea porilor la scară nanometrică. Dimensiunea porilor variază de la 1 la 10 nm. Această dimensiune a porilor este mai mică decât dimensiunea porilor în microfiltrare și ultrafiltrare. Dar dimensiunea porilor este comparativ mai mare decât dimensiunea porilor în osmoză inversă.
Figura 03: Nanofiltrare pentru desalinizare
De obicei, membranele pe care le putem folosi pentru prepararea membranelor utilizate în nanofiltrare sunt filme subțiri de polimer. Putem folosi materiale precum polietilen tereftalat sau metale precum aluminiul pentru a pregăti acest tip de peliculă membranară. De asemenea, putem controla dimensiunile porilor acestor membrane controlând pH-ul, temperatura și timpul necesar dezvoltării porilor.
Există multe utilizări diferite ale tehnicilor de nanofiltrare, inclusiv chimia fină și produsele farmaceutice, chimia petrolului și a petrolului, chimia în vrac, medicina, producția de uleiuri esențiale naturale și produse similare etc.
Care este diferența dintre ultrafiltrare prin microfiltrare și nanofiltrare?
Diferența cheie dintre ultrafiltrarea prin microfiltrare și nanofiltrarea este dimensiunea porilor din membranele lor. Microfiltrarea folosește membrane cu pori de dimensiunea microscalei, în timp ce ultrafiltrarea folosește membrane cu dimensiunea porilor la scară mică, dar dimensiunea porilor este proiectată în așa fel încât un por este aproximativ o zecime din dimensiunea particulei. Nanofiltrarea, pe de altă parte, folosește membrane cu pori la scară nanometrică.
Infograficul de mai jos enumeră diferențele dintre ultrafiltrarea prin microfiltrare și nanofiltrarea sub formă tabelară pentru comparare una lângă alta.
Rezumat – Microfiltrare vs Ultrafiltrare vs Nanofiltrare
Diferența cheie dintre ultrafiltrarea prin microfiltrare și nanofiltrarea este dimensiunea porilor din membranele lor. Microfiltrarea folosește membrane cu pori de dimensiunea microscalei, în timp ce ultrafiltrarea folosește membrane cu dimensiunea porilor la scară mică, dar dimensiunea porilor este proiectată în așa fel încât un por este aproximativ o zecime din dimensiunea particulei. Nanofiltrarea, pe de altă parte, folosește membrane cu pori la scară nanometrică.
