Ključna razlika između mikrofiltracione ultrafiltracije i nanofiltracije je veličina pora u njihovim membranama. Mikrofiltracija koristi membrane s porama mikrorazmjera, dok ultrafiltracija koristi membrane s mikroveličinom pora, ali veličina pora je dizajnirana na takav način da je pora oko jedne desetine veličine čestica. Nanofiltracija, s druge strane, koristi membrane sa nanorazmjernim porama.
Sva mikrofiltracija, ultrafiltracija i nanofiltracija su vrste analitičkih tehnika membranske filtracije koje su korisne u procesima separacije. Ove metode su uglavnom korisne kao koraci pročišćavanja u procesu.
Šta je mikrofiltracija?
Mikrofiltracija je analitička tehnika koja je korisna za filtriranje. Kontaminirana tečnost može se provući kroz membranu koja ima mikro pore kako bi se odvojili mikroorganizmi i suspendirane čestice iz te tekućine. Ova analitička tehnika se obično koristi u kombinaciji s raznim drugim procesima separacije, uključujući ultrafiltraciju i reverznu osmozu. Ovo osigurava tok proizvoda koji ne sadrži nikakve neželjene zagađivače.
Slika 01: Sistem mikrofiltracije
Uobičajeno, mikrofiltracija služi kao metoda predtretmana koja je važna u tehnikama separacije kao što je ultrafiltracija. Štaviše, možemo ga koristiti kao korak naknadne obrade za procese filtracije granularnih medija. Tipično, veličina pora za mikrofiltraciju kreće se od 0,1 do 10 mikrometara. Membrane koje se koriste za ovu filtraciju su posebno dizajnirane da spriječe prolazak sedimenata, algi, protozoa i velikih bakterija. Štaviše, ovi filteri imaju tendenciju da omoguće prolazak jonskih materijala kao što su molekuli vode, monovalentne vrste kao što su natrijum i hloridni joni, prirodne organske materije koje su rastvorene u tečnosti, mali koloidi i virusi.
U ovoj metodi procesa mikrofiltracije, potrebno je da propuštamo tečnost kroz membranu velikom brzinom (oko 1-3m/s). Ovdje možemo koristiti nizak do umjeren pritisak koji je paralelan ili tangencijalan na polupropusnu membranu. Membrana je obično u obliku lista ili tabele. Možemo koristiti pumpu da omogućimo fluidu da prođe kroz membranski filter. Ova pumpa može biti pogonjena pritiskom ili vakuumom.
Postoji nekoliko primjena mikrofiltracije, uključujući tretman vode za uklanjanje patogena kao što su protozoe, uklanjanje zamućenja, itd. sterilizacija, rafinacija nafte, prerada mliječnih proizvoda, bistrenje i pročišćavanje stanične juhe, bistrenje dekstroze, itd.
Šta je ultrafiltracija?
Ultrafiltracija je analitička tehnika u kojoj se za odvajanje kroz polupropusnu membranu koristi sila poput gradijenta tlaka ili koncentracije. U ovoj metodi, suspendirane čvrste tvari visoke molekularne težine ne mogu proći kroz membranu, dok voda i niskomolekularne otopljene tvari mogu proći kroz nju. Ostatak koji ne može proći kroz membranu poznat je kao retentat, dok je dio koji može proći kroz filter poznat kao permeat ili filtrat. Ova metoda je korisna u koracima pročišćavanja i koncentracije.
Slika 02: Tehnika unakrsnog toka
U osnovi, ultrafiltracija je slična mikrofiltraciji jer obje ove tehnike vrše separaciju prema metodi isključenja veličine ili hvatanja čestica. Međutim, ono se suštinski razlikuje od membranske separacije gasa jer ovo drugo uključuje odvajanje pomoću tehnika apsorpcije i difuzije.
Generalno, veličina pora membrane koja se koristi u ultrafiltraciji mora biti jedna desetina veličine čestica koje treba odvojiti. Stoga ograničava ulazak velikih čestica kroz membranu. Međutim, on također ograničava ulazak malih čestica kroz pore i njihovo adsorbiranje na površinu pora. Oni mogu blokirati ulaz, tako da su nam potrebna jednostavna podešavanja brzine unakrsnog toka da bismo izbacili čestice.
Šta je nanofiltracija?
Nanofiltracija je analitička tehnika koja koristi membransku filtraciju uglavnom za omekšavanje i dezinfekciju vode. To je vrsta metode membranske filtracije koja koristi veličinu pora u nanoskali. Veličina pora se kreće od 1-10 nm. Ova veličina pora je manja od veličine pora kod mikrofiltracije i ultrafiltracije. Ali veličina pora je relativno veća od veličine pora u reverznoj osmozi.
Slika 03: Nanofiltracija za desalinizaciju
Uobičajeno, membrane koje možemo koristiti za pripremu membrana koje se koriste u nanofiltraciji su tanki filmovi od polimera. Za pripremu ove vrste membranskog filma možemo koristiti materijale kao što je polietilen tereftalat ili metale kao što je aluminij. Također možemo kontrolirati dimenzije pora ovih membrana kontroliranjem pH, temperature i vremena potrebnog za razvoj pora.
Postoji mnogo različitih upotreba tehnika nanofiltracije, uključujući finu hemiju i farmaceutske proizvode, hemiju nafte i nafte, rasutu hemiju, medicinu, proizvodnju prirodnih eteričnih ulja i sličnih proizvoda, itd.
Koja je razlika između mikrofiltracije ultrafiltracije i nanofiltracije?
Ključna razlika između mikrofiltracione ultrafiltracije i nanofiltracije je veličina pora u njihovim membranama. Mikrofiltracija koristi membrane s porama mikrorazmjera, dok ultrafiltracija koristi membrane s mikroveličinom pora, ali veličina pora je dizajnirana na takav način da je pora oko jedne desetine veličine čestica. Nanofiltracija, s druge strane, koristi membrane sa nanorazmjernim porama.
Infografika ispod navodi razlike između ultrafiltracije mikrofiltracije i nanofiltracije u tabelarnom obliku za usporedbu.
Sažetak – Mikrofiltracija vs Ultrafiltracija vs Nanofiltracija
Ključna razlika između mikrofiltracione ultrafiltracije i nanofiltracije je veličina pora u njihovim membranama. Mikrofiltracija koristi membrane s porama mikrorazmjera, dok ultrafiltracija koristi membrane s mikroveličinom pora, ali veličina pora je dizajnirana na takav način da je pora oko jedne desetine veličine čestica. Nanofiltracija, s druge strane, koristi membrane sa nanorazmjernim porama.
