Pagrindinis skirtumas tarp mikrofiltravimo ultrafiltravimo ir nanofiltravimo yra porų dydis jų membranose. Mikrofiltravimo metu naudojamos membranos su mikroskopinio dydžio poromis, o ultrafiltruojant – membranos, kurių porų dydis yra mikroskopinis, tačiau porų dydis suprojektuotas taip, kad pora sudarytų maždaug dešimtadalį dalelių dydžio. Kita vertus, atliekant nanofiltravimą, naudojamos membranos su nanodalelių poromis.
Visas mikrofiltravimas, ultrafiltravimas ir nanofiltravimas yra membraninio filtravimo analizės metodai, naudingi atskyrimo procesuose. Šie metodai daugiausia naudingi kaip valymo etapai procese.
Kas yra mikrofiltravimas?
Mikrofiltravimas yra analizės metodas, naudingas filtruojant. Užterštas skystis gali būti praleidžiamas per membraną, turinčią mikroskopines poras, siekiant atskirti mikroorganizmus ir suspenduotas daleles nuo šio skysčio. Šis analizės metodas dažniausiai naudojamas kartu su įvairiais kitais atskyrimo procesais, įskaitant ultrafiltravimą ir atvirkštinį osmosą. Taip gaunamas produktų srautas, kuriame nėra jokių nepageidaujamų teršalų.
01 pav.: Mikrofiltravimo sistema
Paprastai mikrofiltravimas naudojamas kaip išankstinio apdorojimo metodas, svarbus atskyrimo technikose, pvz., ultrafiltruojant. Be to, mes galime jį naudoti kaip papildomo apdorojimo etapą granuliuotos terpės filtravimo procesams. Paprastai mikrofiltravimo porų dydis svyruoja nuo 0,1 iki 10 mikrometrų. Šiam filtravimui naudojamos membranos yra specialiai sukurtos taip, kad apsaugotų nuo nuosėdų, dumblių, pirmuonių ir didelių bakterijų prasiskverbimo. Be to, šie filtrai paprastai leidžia prasiskverbti joninėms medžiagoms, tokioms kaip vandens molekulės, vienavalentės rūšys, pvz., natrio ir chlorido jonai, natūralios organinės medžiagos, ištirpusios skystyje, maži koloidai ir virusai.
Taikant šį mikrofiltravimo proceso metodą, skystis per membraną turi būti praleidžiamas dideliu greičiu (apie 1–3 m/s). Čia galime naudoti žemą ar vidutinį slėgį, kuris yra lygiagretus arba liestinis pusiau pralaidžiai membranai. Membrana paprastai yra lapo arba lentelės formos. Galime naudoti siurblį, kad skystis galėtų praeiti pro membraninį filtrą. Šis siurblys gali būti varomas slėgiu arba vakuuminiu.
Yra keletas mikrofiltravimo pritaikymų, įskaitant vandens valymą, siekiant pašalinti patogenus, tokius kaip pirmuonys, pašalinti drumstumą ir kt. sterilizavimas, naftos rafinavimas, pieno perdirbimas, ląstelių sultinio skaidymas ir gryninimas, dekstrozės skaidymas ir kt.
Kas yra ultrafiltravimas?
Ultrafiltravimas yra analizės metodas, kai atskyrimui per pusiau pralaidžią membraną naudojama jėga, pvz., slėgio arba koncentracijos gradientas. Taikant šį metodą, didelės molekulinės masės suspenduotos kietosios medžiagos negali prasiskverbti pro membraną, o vanduo ir mažos molekulinės masės tirpios medžiagos gali praeiti pro membraną. Likutis, kuris negali praeiti per membraną, yra žinomas kaip retentatas, o dalis, kuri gali praeiti per filtrą, yra žinoma kaip permeatas arba filtratas. Šis metodas yra naudingas atliekant valymo ir koncentravimo veiksmus.
02 pav.: kryžminio srauto metodas
Iš esmės ultrafiltravimas yra panašus į mikrofiltravimą, nes abiem šiais būdais atskyrimas atliekamas pagal dydžio išskyrimo arba dalelių surinkimo metodą. Tačiau jis iš esmės skiriasi nuo membraninio dujų atskyrimo, nes pastarasis apima atskyrimą naudojant absorbcijos metodus ir difuziją.
Paprastai ultrafiltruojant naudojamos membranos porų dydis turi būti viena dešimtoji dalelių, kurias reikia atskirti, dydžio. Todėl jis riboja didelių dalelių patekimą per membraną. Tačiau tai taip pat riboja mažų dalelių patekimą per poras ir jų adsorbavimą į porų paviršių. Jie gali užblokuoti įėjimą, todėl norint išstumti daleles, reikia paprastai sureguliuoti skersinio srauto greitį.
Kas yra nanofiltravimas?
Nanofiltravimas yra analitinis metodas, kurio metu membraninis filtravimas daugiausia naudojamas vandeniui minkštinti ir dezinfekuoti. Tai yra membraninio filtravimo metodas, naudojant porų dydį nanoskalėje. Porų dydis svyruoja nuo 1 iki 10 nm. Šis porų dydis yra mažesnis nei mikrofiltravimo ir ultrafiltravimo porų dydis. Tačiau porų dydis yra palyginti didesnis nei atvirkštinio osmoso porų dydis.
03 pav. Nanofiltravimas gėlinimui
Paprastai membranos, kurias galime naudoti nanofiltravimui naudojamoms membranoms ruošti, yra polimerinės plonos plėvelės. Šiai membraninei plėvelei paruošti galime naudoti tokias medžiagas kaip polietileno tereftalatas arba metalus, tokius kaip aliuminis. Taip pat galime kontroliuoti šių membranų porų matmenis, kontroliuodami pH, temperatūrą ir laiką, reikalingą poroms vystytis.
Yra daug įvairių nanofiltravimo metodų panaudojimo būdų, įskaitant smulkiąją chemiją ir vaistus, naftos ir naftos chemiją, birų chemiją, mediciną, natūralių eterinių aliejų ir panašių produktų gamybą ir kt.
Kuo skiriasi mikrofiltravimas ultrafiltravimas ir nanofiltravimas?
Pagrindinis skirtumas tarp mikrofiltravimo ultrafiltravimo ir nanofiltravimo yra porų dydis jų membranose. Mikrofiltravimui naudojamos membranos su mikroskopinio dydžio poromis, o ultrafiltruojant – mikroskopinio porų dydžio membranas, tačiau porų dydis suprojektuotas taip, kad pora būtų apie dešimtadalį dalelių dydžio. Kita vertus, atliekant nanofiltravimą, naudojamos membranos su nanodalelių poromis.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp mikrofiltravimo ultrafiltravimo ir nanofiltravimo lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – mikrofiltravimas prieš ultrafiltravimą ir nanofiltravimą
Pagrindinis skirtumas tarp mikrofiltravimo ultrafiltravimo ir nanofiltravimo yra porų dydis jų membranose. Mikrofiltravimui naudojamos membranos su mikroskopinio dydžio poromis, o ultrafiltruojant – mikroskopinio porų dydžio membranas, tačiau porų dydis suprojektuotas taip, kad pora būtų apie dešimtadalį dalelių dydžio. Kita vertus, atliekant nanofiltravimą, naudojamos membranos su nanodalelių poromis.
