تفاوت اصلی بین اولترافیلتراسیون میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون، اندازه منافذ در غشاهای آنهاست. در میکروفیلتراسیون از غشاهایی با منافذ اندازه میکرو استفاده می شود، در حالی که اولترافیلتراسیون از غشاهایی با اندازه منافذ در مقیاس میکرو استفاده می کند، اما اندازه منافذ به گونه ای طراحی شده است که یک منافذ حدود یک دهم اندازه ذرات باشد. از سوی دیگر، نانوفیلتراسیون از غشاهایی با منافذ در مقیاس نانو استفاده می‌کند.
همه میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون انواعی از تکنیک های تحلیلی فیلتراسیون غشایی هستند که در فرآیندهای جداسازی مفید هستند. این روش ها عمدتاً به عنوان مراحل تصفیه در فرآیند مفید هستند.
میکروفیلتراسیون چیست؟
میکروفیلتراسیون یک تکنیک تحلیلی است که برای فیلتراسیون مفید است. یک سیال آلوده را می توان از غشایی که دارای منافذ ریز مقیاس است عبور داد تا میکروارگانیسم ها و ذرات معلق را از این مایع جدا کند. این تکنیک تحلیلی معمولاً همراه با فرآیندهای مختلف جداسازی دیگر از جمله اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس استفاده می شود. این یک جریان محصول را فراهم می کند که حاوی هیچ آلاینده ناخواسته ای نیست.
شکل 01: یک سیستم میکروفیلتراسیون
معمولاً میکروفیلتراسیون به عنوان یک روش پیش تصفیه عمل می کند که در تکنیک های جداسازی مانند اولترافیلتراسیون مهم است. علاوه بر این، می‌توانیم از آن به عنوان یک مرحله پس از درمان برای فرآیندهای فیلتراسیون رسانه‌ای دانه‌ای استفاده کنیم.به طور معمول، اندازه منافذ برای میکروفیلتراسیون از 0.1 تا 10 میکرومتر متغیر است. غشاهای مورد استفاده برای این فیلتراسیون به طور خاص برای جلوگیری از عبور رسوبات، جلبک ها، تک یاخته ها و باکتری های بزرگ طراحی شده اند. علاوه بر این، این فیلترها تمایل به عبور مواد یونی مانند مولکول های آب، گونه های تک ظرفیتی مانند یون های سدیم و کلرید، مواد آلی طبیعی حل شده در مایع، کلوئیدهای کوچک و ویروس ها را دارند..
در این روش از فرآیند میکروفیلتراسیون، باید سیال را با سرعت بالا (حدود 1-3 متر بر ثانیه) از غشا عبور دهیم. در اینجا می توانیم از فشار کم تا متوسطی که موازی یا مماس با غشای نیمه تراوا است استفاده کنیم. غشا معمولاً به صورت ورقه ای یا جدولی است. ما می توانیم از یک پمپ برای عبور سیال از فیلتر غشایی استفاده کنیم. این پمپ می تواند تحت فشار یا خلاء باشد.
کاربردهای مختلفی از میکروفیلتراسیون وجود دارد، از جمله تصفیه آب برای حذف پاتوژن ها مانند تک یاخته ها، حذف کدورت و غیره. عقیم سازی، پالایش نفت، فرآوری لبنیات، شفاف سازی و خالص سازی آبگوشت سلولی، شفاف سازی دکستروز و غیره.
اولترافیلتراسیون چیست؟
اولترافیلتراسیون یک تکنیک تحلیلی است که در آن نیرویی مانند فشار یا گرادیان غلظت برای جداسازی از طریق یک غشای نیمه تراوا استفاده می شود. در این روش، جامدات معلق با وزن مولکولی بالا نمی توانند از غشاء عبور کنند در حالی که آب و املاح مولکولی پایین می توانند از آن عبور کنند. باقی مانده ای که نمی تواند از غشاء عبور کند به عنوان احتباس شناخته می شود، در حالی که بخشی که می تواند از فیلتر عبور کند به عنوان تراوا یا فیلتر شناخته می شود. این روش در مراحل تصفیه و تغلیظ مفید است.
شکل 02: یک تکنیک جریان متقابل
اساساً، اولترافیلتراسیون مشابه میکروفیلتراسیون است زیرا هر دو این تکنیک ها جداسازی را بر اساس روش حذف اندازه یا جذب ذرات انجام می دهند.با این حال، اساساً با جداسازی گاز غشایی متفاوت است زیرا دومی شامل جداسازی با استفاده از تکنیک‌های جذب و انتشار است.
به طور کلی، اندازه منافذ غشاء مورد استفاده در اولترافیلتراسیون باید یک دهم اندازه ذره ای باشد که قرار است جدا شود. بنابراین، ورود ذرات بزرگ از طریق غشا را محدود می کند. با این حال، ورود ذرات کوچک از طریق منافذ و جذب آنها به سطح منافذ را نیز محدود می کند. آنها می توانند ورودی را مسدود کنند، بنابراین ما به تنظیمات ساده سرعت جریان متقاطع برای جابجایی ذرات نیاز داریم.
نانوفیلتراسیون چیست؟
نانوفیلتراسیون یک تکنیک تحلیلی است که از فیلتراسیون غشایی عمدتاً برای نرم کردن و ضد عفونی کردن آب استفاده می کند. این یک نوع روش فیلتراسیون غشایی با استفاده از اندازه منافذ در مقیاس نانو است. اندازه منافذ بین 1-10 نانومتر است. این اندازه منافذ در میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون کوچکتر از اندازه منافذ است. اما اندازه منافذ نسبتا بزرگتر از اندازه منافذ در اسمز معکوس است.
شکل 03: نانوفیلتراسیون برای نمک زدایی
معمولاً، غشاهایی که می توانیم برای تهیه غشاهای مورد استفاده در نانوفیلتراسیون استفاده کنیم، لایه های نازک پلیمری هستند. برای تهیه این نوع فیلم غشایی می توانیم از موادی مانند پلی اتیلن ترفتالات یا فلزاتی مانند آلومینیوم استفاده کنیم. ما همچنین می‌توانیم ابعاد منافذ این غشاها را با کنترل pH، دما و زمان لازم برای ایجاد منافذ کنترل کنیم.
کاربردهای مختلفی از تکنیک های نانوفیلتراسیون وجود دارد، از جمله شیمی خوب و دارویی، شیمی نفت و نفت، شیمی فله، دارو، تولید اسانس های طبیعی و محصولات مشابه، و غیره.
تفاوت بین اولترافیلتراسیون میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون چیست؟
تفاوت اصلی بین اولترافیلتراسیون میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون، اندازه منافذ در غشاهای آنهاست. در میکروفیلتراسیون از غشاهایی با منافذ اندازه میکرو استفاده می شود، در حالی که اولترافیلتراسیون از غشاهایی با اندازه منافذ در مقیاس میکرو استفاده می کند، اما اندازه منافذ به گونه ای طراحی شده است که یک منافذ حدود یک دهم اندازه ذرات باشد. از سوی دیگر، نانوفیلتراسیون از غشاهایی با منافذ در مقیاس نانو استفاده می‌کند.
اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین اولترافیلتراسیون میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون را به شکل جدولی برای مقایسه کنار هم فهرست می‌کند.
خلاصه – میکروفیلتراسیون در مقابل اولترافیلتراسیون در مقابل نانوفیلتراسیون
تفاوت اصلی بین اولترافیلتراسیون میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون، اندازه منافذ در غشاهای آنهاست. در میکروفیلتراسیون از غشاهایی با منافذ اندازه میکرو استفاده می شود، در حالی که اولترافیلتراسیون از غشاهایی با اندازه منافذ در مقیاس میکرو استفاده می کند، اما اندازه منافذ به گونه ای طراحی شده است که یک منافذ حدود یک دهم اندازه ذرات باشد.از سوی دیگر، نانوفیلتراسیون از غشاهایی با منافذ در مقیاس نانو استفاده می‌کند.
