Nøkkelforskjellen mellom mikrofiltreringsultrafiltrering og nanofiltrering er størrelsen på porene i membranene deres. Mikrofiltrering bruker membraner med porer i mikroskala, mens ultrafiltrering bruker membraner med mikroskala porestørrelse, men porestørrelsen er utformet på en slik måte at en pore er omtrent en tiendedel av partikkelstørrelsen. Nanofiltrering, derimot, bruker membraner med porer i nanoskala.
All mikrofiltrering, ultrafiltrering og nanofiltrering er typer membranfiltreringsanalytiske teknikker som er nyttige i separasjonsprosesser. Disse metodene er hovedsakelig nyttige som rensetrinn i prosessen.
Hva er mikrofiltrering?
Mikrofiltrering er en analytisk teknikk som er nyttig for filtrering. En forurenset væske kan føres gjennom en membran som har porer i mikroskala for å skille mikroorganismene og suspenderte partikler fra denne væsken. Denne analytiske teknikken brukes ofte i forbindelse med forskjellige andre separasjonsprosesser, inkludert ultrafiltrering og omvendt osmose. Dette gir en produktstrøm som ikke inneholder uønskede forurensninger.
Figur 01: Et mikrofiltreringssystem
Vanligvis fungerer mikrofiltrering som en forbehandlingsmetode som er viktig i separasjonsteknikker som ultrafiltrering. Dessuten kan vi bruke det som et etterbehandlingstrinn for granulære mediefiltreringsprosesser. Vanligvis varierer porestørrelsen for mikrofiltrering fra 0,1 til 10 mikrometer. Membranene som brukes til denne filtreringen er spesielt designet for å hindre at sedimenter, alger, protozoer og store bakterier passerer. Videre har disse filtrene en tendens til å tillate passering av ioniske materialer som vannmolekyler, monovalente arter som natrium- og kloridioner, naturlig organisk materiale som er oppløst i væsken, små kolloider og virus.
I denne metoden for mikrofiltreringsprosessen må vi føre væsken gjennom membranen med høy hastighet (ca. 1-3m/s). Her kan vi bruke et lavt til moderat trykk som er parallelt eller tangentielt med den semipermeable membranen. Membranen er typisk i arkform eller tabellform. Vi kan bruke en pumpe for å la væsken passere gjennom membranfilteret. Denne pumpen kan enten være trykkdrevet eller vakuum.
Det finnes flere bruksområder for mikrofiltrering, inkludert vannbehandling for å fjerne patogener som protozoer, fjerne turbiditet, etc. sterilisering, petroleumsraffinering, meieribehandling, klaring og rensing av cellebuljong, klaring av dekstrose, etc.
Hva er ultrafiltrering?
Ultrafiltrering er en analytisk teknikk der en kraft som trykk eller konsentrasjonsgradient brukes for separasjonen gjennom en semipermeabel membran. I denne metoden kan ikke de suspenderte faststoffene med høy molekylvekt passere gjennom membranen mens vann og lavmolekylære oppløste stoffer kan passere gjennom. Resten som ikke kan passere gjennom membranen er kjent som retentatet, mens delen som kan passere gjennom filteret er kjent som permeatet eller filtratet. Denne metoden er nyttig i rense- og konsentreringstrinn.
Figur 02: A Cross-Flow Technique
I utgangspunktet ligner ultrafiltrering på mikrofiltrering fordi begge disse teknikkene utfører separasjon i henhold til størrelsesekskluderings- eller partikkelfangstmetoden. Det er imidlertid fundament alt forskjellig fra separasjon av membrangass fordi sistnevnte innebærer separasjon ved bruk av absorpsjonsteknikker og diffusjon.
Generelt må porestørrelsen på membranen som brukes i ultrafiltreringen være en tiendedel av partikkelstørrelsen som skal separeres. Derfor begrenser det inntreden av store partikler gjennom membranen. Imidlertid begrenser det også inntrengning av små partikler gjennom porene og adsorbering av dem til poreoverflaten. De kan blokkere inngangen, så vi trenger enkle justeringer av kryssstrømningshastigheten for å løsne partiklene.
Hva er nanofiltrering?
Nanofiltrering er en analytisk teknikk som bruker membranfiltrering hovedsakelig for å myke opp og desinfisere vann. Det er en type membranfiltreringsmetode som bruker porestørrelse i nanoskala. Porestørrelsen varierer fra 1-10nm. Denne porestørrelsen er mindre enn porestørrelsene i mikrofiltrering og ultrafiltrering. Men porestørrelsen er relativt større enn porestørrelsen i omvendt osmose.
Figur 03: Nanofiltrering for avs alting
Typisk er membranene som vi kan bruke til fremstilling av membranene som brukes i nanofiltrering, tynne polymerfilmer. Vi kan bruke materialer som polyetylentereftalat eller metaller som aluminium for å fremstille denne typen membranfilm. Vi kan også kontrollere poredimensjonene til disse membranene ved å kontrollere pH, temperatur og tid som trengs for poreutvikling.
Det finnes mange forskjellige bruksområder for nanofiltreringsteknikker, inkludert finkjemi og farmasøytiske produkter, olje- og petroleumskjemi, bulkkjemi, medisin, produksjon av naturlige essensielle oljer og lignende produkter, osv.
Hva er forskjellen mellom mikrofiltrering ultrafiltrering og nanofiltrering?
Nøkkelforskjellen mellom mikrofiltreringsultrafiltrering og nanofiltrering er størrelsen på porene i membranene deres. Mikrofiltrering bruker membraner med porer i mikroskala, mens ultrafiltrering bruker membraner med mikroskala porestørrelse, men porestørrelsen er utformet på en slik måte at en pore er omtrent en tiendedel av partikkelstørrelsen. Nanofiltrering, derimot, bruker membraner med porer i nanoskala.
Infografikken nedenfor viser forskjellene mellom mikrofiltreringsultrafiltrering og nanofiltrering i tabellform for sammenligning side ved side.
Sammendrag – Mikrofiltrering vs Ultrafiltrering vs Nanofiltrering
Nøkkelforskjellen mellom mikrofiltreringsultrafiltrering og nanofiltrering er størrelsen på porene i membranene deres. Mikrofiltrering bruker membraner med porer i mikroskala, mens ultrafiltrering bruker membraner med mikroskala porestørrelse, men porestørrelsen er utformet på en slik måte at en pore er omtrent en tiendedel av partikkelstørrelsen. Nanofiltrering, derimot, bruker membraner med porer i nanoskala.
