Nyckelskillnaden mellan mikrofiltreringsultrafiltrering och nanofiltrering är storleken på porerna i deras membran. Mikrofiltrering använder membran med porer i mikroskala, medan ultrafiltrering använder membran med mikroskalig porstorlek, men porstorleken är utformad på ett sådant sätt att en por är ungefär en tiondel av partikelstorleken. Nanofiltrering, å andra sidan, använder membran med porer i nanoskala.
All mikrofiltrering, ultrafiltrering och nanofiltrering är typer av membranfiltreringsanalytiska tekniker som är användbara i separationsprocesser. Dessa metoder är främst användbara som reningssteg i processen.
Vad är mikrofiltrering?
Mikrofiltrering är en analysteknik som är användbar för filtrering. En förorenad vätska kan passera genom ett membran med mikroskaliga porer för att separera mikroorganismerna och suspenderade partiklar från denna vätska. Denna analysteknik används vanligen i samband med olika andra separationsprocesser, inklusive ultrafiltrering och omvänd osmos. Detta ger en produktström som inte innehåller några oönskade föroreningar.
Figur 01: Ett mikrofiltreringssystem
Vanligtvis fungerar mikrofiltrering som en förbehandlingsmetod som är viktig i separationstekniker som ultrafiltrering. Dessutom kan vi använda det som ett efterbehandlingssteg för granulära mediafiltreringsprocesser. Typiskt sträcker sig porstorleken för mikrofiltrering från 0,1 till 10 mikrometer. Membranen som används för denna filtrering är speciellt utformade för att förhindra att sediment, alger, protozoer och stora bakterier passerar. Dessutom tenderar dessa filter att tillåta passage av joniska material som vattenmolekyler, monovalenta arter som natrium- och kloridjoner, naturligt organiskt material som är löst i vätskan, små kolloider och virus.
I denna metod för mikrofiltreringsprocessen måste vi passera vätskan genom membranet med en hög hastighet (ca 1-3m/s). Här kan vi använda ett lågt till måttligt tryck som är parallellt eller tangentiellt med det semipermeabla membranet. Membranet är typiskt i arkform eller tabellform. Vi kan använda en pump för att låta vätskan passera genom membranfiltret. Denna pump kan antingen vara tryckdriven eller vakuumdriven.
Det finns flera tillämpningar av mikrofiltrering, inklusive vattenbehandling för att avlägsna patogener som protozoer, avlägsna grumlighet, etc. sterilisering, petroleumraffinering, mejeribearbetning, klarning och rening av cellbuljong, klarning av dextros, etc.
Vad är ultrafiltrering?
Ultrafiltrering är en analytisk teknik där en kraft som tryck eller koncentrationsgradient används för separationen genom ett semipermeabelt membran. I denna metod kan de suspenderade fasta ämnena med hög molekylvikt inte passera genom membranet medan vatten och lågmolekylära lösta ämnen kan passera igenom. Återstoden som inte kan passera genom membranet är känd som retentatet, medan den del som kan passera genom filtret är känd som permeatet eller filtratet. Denna metod är användbar i renings- och koncentreringsstegen.
Figur 02: A Cross-Flow Technique
I grunden liknar ultrafiltrering mikrofiltrering eftersom båda dessa tekniker utför separation enligt storleksuteslutnings- eller partikelinfångningsmetoden. Den skiljer sig dock fundament alt från membrangasseparation eftersom den senare innebär separation med hjälp av absorptionstekniker och diffusion.
I allmänhet måste porstorleken på membranet som används i ultrafiltreringen vara en tiondel av partikelstorleken som ska separeras. Därför begränsar det inträdet av stora partiklar genom membranet. Men det begränsar också inträde av små partiklar genom porer och adsorbering av dem till porytan. De kan blockera ingången, så vi behöver enkla justeringar av tvärflödeshastigheten för att få bort partiklarna.
Vad är nanofiltrering?
Nanofiltrering är en analysteknik som använder membranfiltrering främst för att mjukgöra och desinficera vatten. Det är en typ av membranfiltreringsmetod som använder porstorlek i nanoskala. Porstorleken sträcker sig från 1-10nm. Denna porstorlek är mindre än porstorlekarna vid mikrofiltrering och ultrafiltrering. Men porstorleken är jämförelsevis större än porstorleken vid omvänd osmos.
Figur 03: Nanofiltrering för avs altning
Membranen som vi kan använda för framställning av membranen som används vid nanofiltrering är vanligtvis tunna polymerfilmer. Vi kan använda material som polyetentereftalat eller metaller som aluminium för att framställa denna typ av membranfilm. Vi kan också kontrollera pordimensionerna för dessa membran genom att kontrollera pH, temperatur och tid som behövs för porutveckling.
Det finns många olika användningsområden för nanofiltreringstekniker, inklusive finkemi och läkemedel, olje- och petroleumkemi, bulkemi, medicin, produktion av naturliga eteriska oljor och liknande produkter, etc.
Vad är skillnaden mellan mikrofiltrering ultrafiltrering och nanofiltrering?
Nyckelskillnaden mellan mikrofiltreringsultrafiltrering och nanofiltrering är storleken på porerna i deras membran. Mikrofiltrering använder membran med porer i mikroskala, medan ultrafiltrering använder membran med mikroskalig porstorlek, men porstorleken är utformad på ett sådant sätt att en por är ungefär en tiondel av partikelstorleken. Nanofiltrering, å andra sidan, använder membran med porer i nanoskala.
Infografiken nedan listar skillnaderna mellan mikrofiltreringsultrafiltrering och nanofiltrering i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Mikrofiltrering vs ultrafiltrering vs nanofiltrering
Nyckelskillnaden mellan mikrofiltreringsultrafiltrering och nanofiltrering är storleken på porerna i deras membran. Mikrofiltrering använder membran med porer i mikroskala, medan ultrafiltrering använder membran med mikroskalig porstorlek, men porstorleken är utformad på ett sådant sätt att en por är ungefär en tiondel av partikelstorleken. Nanofiltrering, å andra sidan, använder membran med porer i nanoskala.
