Die sleutelverskil tussen mikrofiltrasie-ultrafiltrasie en nanofiltrasie is die grootte van porieë in hul membrane. Mikrofiltrasie gebruik membrane met mikroskaalgrootte porieë, terwyl ultrafiltrasie membrane met mikroskaal poriegrootte gebruik, maar die poriegrootte is so ontwerp dat 'n porie ongeveer een tiende van die deeltjiegrootte is. Nanofiltrasie, aan die ander kant, gebruik membrane met nanoskaalporieë.
Alle mikrofiltrasie, ultrafiltrasie en nanofiltrasie is tipes membraanfiltrasie analitiese tegnieke wat nuttig is in skeidingsprosesse. Hierdie metodes is hoofsaaklik nuttig as suiweringsstappe in die proses.
Wat is mikrofiltrasie?
Mikrofiltrasie is 'n analitiese tegniek wat nuttig is vir filtrasie. 'n Besoedelde vloeistof kan deur 'n membraan met mikroskaalporieë gevoer word om die mikroörganismes en gesuspendeerde deeltjies van hierdie vloeistof te skei. Hierdie analitiese tegniek word algemeen gebruik in samewerking met verskeie ander skeidingsprosesse, insluitend ultrafiltrasie en tru-osmose. Dit verskaf 'n produkstroom wat geen ongewenste kontaminante bevat nie.
Figuur 01: 'n Mikrofiltrasiestelsel
Gewoonlik dien mikrofiltrasie as 'n voorbehandelingsmetode wat belangrik is in skeidingstegnieke soos ultrafiltrasie. Boonop kan ons dit gebruik as 'n nabehandelingstap vir korrelvormige mediafiltrasieprosesse. Tipies wissel die poriegrootte vir mikrofiltrasie van 0,1 tot 10 mikrometer. Die membrane wat vir hierdie filtrasie gebruik word, is spesifiek ontwerp om die verbygaan van sedimente, alge, protosoë en groot bakterieë te voorkom. Verder is hierdie filters geneig om die deurlaat van ioniese materiale soos watermolekules, eenwaardige spesies soos natrium- en chloriedione, natuurlike organiese materiaal wat in die vloeistof opgelos word, klein kolloïede en virusse toe te laat.
In hierdie metode van die mikrofiltrasieproses moet ons die vloeistof met 'n hoë snelheid (ongeveer 1-3m/s) deur die membraan laat beweeg. Hier kan ons 'n lae tot matige druk gebruik wat parallel of tangensiaal is aan die semi-deurlaatbare membraan. Die membraan is tipies in 'n velvorm of 'n tabelvorm. Ons kan 'n pomp gebruik om die vloeistof deur die membraanfilter te laat gaan. Hierdie pomp kan óf drukgedrewe óf vakuum wees.
Daar is verskeie toepassings van mikrofiltrasie, insluitend waterbehandeling om patogene soos protosoë te verwyder, troebelheid, ens. sterilisasie, petroleumraffinering, suiwelverwerking, verheldering en suiwering van selbouillon, verheldering van dekstrose, ens.
Wat is ultrafiltrasie?
Ultrafiltrasie is 'n analitiese tegniek waarin 'n krag soos druk of konsentrasiegradiënt gebruik word vir die skeiding deur 'n semi-deurlaatbare membraan. In hierdie metode kan die gesuspendeerde vaste stowwe met 'n hoë molekulêre gewig nie deur die membraan beweeg nie, terwyl water en lae molekulêre opgeloste stowwe kan deurgaan. Die oorblyfsel wat nie deur die membraan kan gaan nie, staan bekend as die retentaat, terwyl die gedeelte wat deur die filter kan gaan, bekend staan as die permeaat of filtraat. Hierdie metode is nuttig in suiwerings- en konsentreerstappe.
Figuur 02: 'n Dwarsvloei-tegniek
Fundamenteel is ultrafiltrasie soortgelyk aan mikrofiltrasie omdat beide hierdie tegnieke skeiding uitvoer volgens die grootte-uitsluiting of partikelvangmetode. Dit verskil egter fundamenteel van membraangasskeiding omdat laasgenoemde skeiding behels deur gebruik te maak van absorpsietegnieke en diffusie.
Oor die algemeen moet die poriegrootte van die membraan wat in die ultrafiltrasie gebruik word, een tiende van die deeltjiegrootte wees wat geskei moet word. Daarom beperk dit die binnedring van groot deeltjies deur die membraan. Dit beperk egter ook die binnedring van klein deeltjies deur porieë en die adsorbering daarvan aan die porie-oppervlak. Hulle kan die ingang blokkeer, so ons het eenvoudige aanpassings van kruisvloeisnelheid nodig om die deeltjies te verdryf.
Wat is nanofiltrasie?
Nanofiltrasie is 'n analitiese tegniek wat membraanfiltrasie hoofsaaklik gebruik om water sag te maak en te ontsmet. Dit is 'n tipe membraanfiltrasiemetode wat poriegrootte in nanoskaal gebruik. Die poriegrootte wissel van 1-10nm. Hierdie poriegrootte is kleiner as poriegroottes in mikrofiltrasie en ultrafiltrasie. Maar die poriegrootte is relatief groter as die poriegrootte in tru-osmose.
Figuur 03: Nanofiltrasie vir ontsouting
Tipies is die membrane wat ons kan gebruik vir die voorbereiding van die membrane wat in nanofiltrasie gebruik word, polimeer dun films. Ons kan materiale soos poliëtileentereftalaat of metale soos aluminium gebruik om hierdie soort membraanfilm voor te berei. Ons kan ook die porie dimensies van hierdie membrane beheer deur die pH, temperatuur en tyd wat nodig is vir porieë ontwikkeling te beheer.
Daar is baie verskillende gebruike van nanofiltrasietegnieke, insluitend fyn chemie en farmaseutiese produkte, olie- en petroleumchemie, grootmaatchemie, medisyne, vervaardiging van natuurlike essensiële olies en soortgelyke produkte, ens.
Wat is die verskil tussen mikrofiltrasie-ultrafiltrasie en nanofiltrasie?
Die sleutelverskil tussen mikrofiltrasie-ultrafiltrasie en nanofiltrasie is die grootte van porieë in hul membrane. Mikrofiltrasie gebruik membrane met mikroskaalgrootte porieë, terwyl ultrafiltrasie membrane met mikroskaal poriegrootte gebruik, maar die poriegrootte is so ontwerp dat 'n porie ongeveer een tiende van die deeltjiegrootte is. Nanofiltrasie, aan die ander kant, gebruik membrane met nanoskaalporieë.
Die onderstaande infografika lys die verskille tussen mikrofiltrasie-ultrafiltrasie en nanofiltrasie in tabelvorm vir sy-aan-sy-vergelyking.
Opsomming – Mikrofiltrasie vs Ultrafiltrasie vs Nanofiltrasie
Die sleutelverskil tussen mikrofiltrasie-ultrafiltrasie en nanofiltrasie is die grootte van porieë in hul membrane. Mikrofiltrasie gebruik membrane met mikroskaalgrootte porieë, terwyl ultrafiltrasie membrane met mikroskaal poriegrootte gebruik, maar die poriegrootte is so ontwerp dat 'n porie ongeveer een tiende van die deeltjiegrootte is. Nanofiltrasie, aan die ander kant, gebruik membrane met nanoskaalporieë.
