Galvenā atšķirība starp mikrofiltrācijas ultrafiltrāciju un nanofiltrāciju ir poru lielums to membrānās. Mikrofiltrācijā izmanto membrānas ar mikromēroga porām, savukārt ultrafiltrācijā izmanto membrānas ar mikromēroga poru izmēru, bet poru izmērs ir veidots tā, lai pora būtu aptuveni viena desmitā daļa no daļiņu izmēra. Savukārt nanofiltrācijā tiek izmantotas membrānas ar nanomēroga porām.
Visa mikrofiltrācija, ultrafiltrācija un nanofiltrācija ir membrānfiltrācijas analītisko paņēmienu veidi, kas ir noderīgi atdalīšanas procesos. Šīs metodes galvenokārt ir noderīgas kā procesa attīrīšanas soļi.
Kas ir mikrofiltrācija?
Mikrofiltrācija ir analītisks paņēmiens, kas noder filtrēšanai. Piesārņotu šķidrumu var izlaist cauri membrānai ar mikromēroga porām, lai no šī šķidruma atdalītu mikroorganismus un suspendētās daļiņas. Šo analītisko paņēmienu parasti izmanto kopā ar dažādiem citiem atdalīšanas procesiem, tostarp ultrafiltrāciju un reverso osmozi. Tas nodrošina produktu plūsmu, kas nesatur nevēlamus piesārņotājus.
Attēls 01: Mikrofiltrācijas sistēma
Parasti mikrofiltrēšana kalpo kā pirmapstrādes metode, kas ir svarīga atdalīšanas tehnikās, piemēram, ultrafiltrācijā. Turklāt mēs varam to izmantot kā pēcapstrādes soli granulētās vides filtrēšanas procesos. Parasti mikrofiltrācijas poru izmērs svārstās no 0,1 līdz 10 mikrometriem. Šai filtrēšanai izmantotās membrānas ir īpaši izstrādātas, lai novērstu nogulumu, aļģu, vienšūņu un lielu baktēriju izplatīšanos. Turklāt šie filtri ļauj iziet cauri jonu materiāliem, piemēram, ūdens molekulām, monovalentiem savienojumiem, piemēram, nātrija un hlorīda joniem, šķidrumā izšķīdinātām dabīgām organiskām vielām, maziem koloīdiem un vīrusiem.
Šajā mikrofiltrēšanas procesa metodē šķidrums ir jālaiž cauri membrānai ar lielu ātrumu (apmēram 1–3 m/s). Šeit mēs varam izmantot zemu vai mērenu spiedienu, kas ir paralēls vai tangenciāls daļēji caurlaidīgajai membrānai. Membrāna parasti ir loksnes vai tabulas formā. Mēs varam izmantot sūkni, lai ļautu šķidrumam iziet cauri membrānas filtram. Šo sūkni var darbināt ar spiedienu vai vakuumu.
Ir vairāki mikrofiltrācijas pielietojumi, tostarp ūdens apstrāde, lai likvidētu patogēnus, piemēram, vienšūņus, likvidētu duļķainību utt. sterilizācija, naftas rafinēšana, piena pārstrāde, šūnu buljona dzidrināšana un attīrīšana, dekstrozes dzidrināšana utt.
Kas ir ultrafiltrācija?
Ultrafiltrācija ir analītisks paņēmiens, kurā atdalīšanai caur puscaurlaidīgu membrānu tiek izmantots tāds spēks kā spiediens vai koncentrācijas gradients. Izmantojot šo metodi, suspendētās cietās vielas ar augstu molekulmasu nevar iziet cauri membrānai, kamēr ūdens un mazmolekulārās vielas var iziet cauri. Atlikumu, kas nevar iziet cauri membrānai, sauc par retentātu, savukārt daļu, kas var iziet cauri filtram, sauc par permeātu vai filtrātu. Šī metode ir noderīga attīrīšanas un koncentrēšanas posmos.
2. attēls: Šķērsplūsmas tehnika
Principā ultrafiltrācija ir līdzīga mikrofiltrācijai, jo abas šīs metodes veic atdalīšanu saskaņā ar izmēru izslēgšanas vai daļiņu uztveršanas metodi. Tomēr tā būtiski atšķiras no membrānas gāzu atdalīšanas, jo tā ietver atdalīšanu, izmantojot absorbcijas metodes un difūziju.
Parasti ultrafiltrācijā izmantotās membrānas poru izmēram ir jābūt vienai desmitajai daļai no atdalāmo daļiņu izmēra. Tāpēc tas ierobežo lielu daļiņu iekļūšanu caur membrānu. Tomēr tas arī ierobežo mazu daļiņu iekļūšanu caur porām un to adsorbēšanu uz poru virsmas. Tie var bloķēt ieeju, tāpēc mums ir nepieciešamas vienkāršas šķērsplūsmas ātruma korekcijas, lai daļiņas izkustinātu.
Kas ir nanofiltrācija?
Nanofiltrācija ir analītiska metode, kurā galvenokārt izmanto membrānas filtrēšanu, lai mīkstinātu un dezinficētu ūdeni. Tā ir membrānas filtrēšanas metode, izmantojot poru izmēru nanomērogā. Poru izmērs svārstās no 1 līdz 10 nm. Šis poru izmērs ir mazāks par poru izmēriem mikrofiltrācijā un ultrafiltrācijā. Bet poru izmērs ir salīdzinoši lielāks nekā reversās osmozes poru izmērs.
03. attēls: Nanofiltrācija atsāļošanai
Parasti membrānas, ko varam izmantot nanofiltrācijā izmantoto membrānu sagatavošanai, ir polimēru plānas plēves. Šāda veida membrānas plēves sagatavošanai mēs varam izmantot tādus materiālus kā polietilēntereftalāts vai metālus, piemēram, alumīniju. Mēs varam arī kontrolēt šo membrānu poru izmērus, kontrolējot pH, temperatūru un poru attīstībai nepieciešamo laiku.
Ir daudzi dažādi nanofiltrācijas paņēmienu lietojumi, tostarp smalkā ķīmija un farmaceitiskie līdzekļi, naftas un naftas ķīmija, lielapjoma ķīmija, medicīna, dabisko ēterisko eļļu un līdzīgu produktu ražošana utt.
Kāda ir atšķirība starp mikrofiltrācijas ultrafiltrāciju un nanofiltrāciju?
Galvenā atšķirība starp mikrofiltrācijas ultrafiltrāciju un nanofiltrāciju ir poru lielums to membrānās. Mikrofiltrācijā izmanto membrānas ar mikromēroga porām, savukārt ultrafiltrācijā izmanto membrānas ar mikromēroga poru izmēru, bet poru izmērs ir veidots tā, lai pora būtu aptuveni viena desmitā daļa no daļiņu izmēra. Savukārt nanofiltrācijā tiek izmantotas membrānas ar nanomēroga porām.
Tālāk esošajā infografikā tabulas veidā ir norādītas atšķirības starp mikrofiltrācijas ultrafiltrāciju un nanofiltrāciju, lai salīdzinātu.
Kopsavilkums - mikrofiltrācija pret ultrafiltrāciju pret nanofiltrāciju
Galvenā atšķirība starp mikrofiltrācijas ultrafiltrāciju un nanofiltrāciju ir poru lielums to membrānās. Mikrofiltrācijā izmanto membrānas ar mikromēroga porām, savukārt ultrafiltrācijā izmanto membrānas ar mikromēroga poru izmēru, bet poru izmērs ir veidots tā, lai pora būtu aptuveni viena desmitā daļa no daļiņu izmēra. Savukārt nanofiltrācijā tiek izmantotas membrānas ar nanomēroga porām.
