Was ist der Unterschied zwischen der Ultrafiltration der Mikrofiltration und der Nanofiltration

Der Schlüsselunterschied zwischen der Ultrafiltration der Mikrofiltration und der Nanofiltration ist die Größe der Poren in ihren Membranen. Die Mikrofiltration verwendet Membranen mit Poren der Mikroskalelgröße, während die Ultrafiltration Membranen mit mikroskaliger Porengröße verwendet, die Porengröße jedoch so ausgelegt ist, dass eine Pore etwa ein Zehntel der Partikelgröße ist. Nanofiltration hingegen verwendet Membranen mit nanoskaligen Poren.

Alle Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration sind Arten der analytischen Membranfiltrations -Techniken, die bei Trennungsprozessen nützlich sind. Diese Methoden sind hauptsächlich nützlich als Reinigungsschritte im Prozess.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist Mikrofiltration 
3. Was ist Ultrafiltration 
4. Was ist Nanofiltration
5. Mikrofiltration gegen Ultrafiltration gegen Nanofiltration in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung -Mikrofiltration gegenüber Ultrafiltration gegen Nanofiltration 

Was ist Mikrofiltration?

Die Mikrofiltration ist eine analytische Technik, die für die Filtration nützlich ist. Eine kontaminierte Flüssigkeit kann durch eine Membran mit mikroskaligen Poren geleitet werden, um die Mikroorganismen und suspendierte Partikel von dieser Flüssigkeit zu trennen. Diese analytische Technik wird üblich. Dies liefert einen Produktstrom, der keine unerwünschten Verunreinigungen enthält.

Abbildung 01: ein Mikrofiltrationssystem

Normalerweise dient die Mikrofiltration als Vorbehandlungsmethode, die bei Trennungstechniken wie Ultrafiltration wichtig ist. Darüber hinaus können wir es als Nachbehandlungschritt für körnige Medienfiltrationsprozesse verwenden. Typischerweise reicht die Porengröße für die Mikrofiltration von 0.1 bis 10 Mikrometer. Die für diese Filtration verwendeten Membranen sind speziell entwickelt, um das Übergang von Sedimenten, Algen, Protozoen und großen Bakterien zu verhindern. Darüber hinaus tendieren diese Filter dazu, die Übergabe von ionischen Material.

In dieser Methode des Mikrofiltrationsprozesses müssen wir die Flüssigkeit mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Membran durchsetzen (ca. 1-3 m/s). Hier können wir einen niedrigen bis mittelschweren Druck verwenden, der parallel oder tangential zur semipermeablen Membran ist. Die Membran befindet sich typischerweise in Blechform oder tabellarischer Form. Wir können eine Pumpe verwenden, damit das Flüssigkeit den Membranfilter durchquert. Diese Pumpe kann entweder druckgetrieben oder vakuum sein.

Es gibt mehrere Anwendungen der Mikrofiltration, einschließlich Wasseraufbereitung, um Krankheitserreger wie Protozoen zu entfernen, Trübung zu entfernen usw. Sterilisation, Erdölverfeinerung, Milchverarbeitung, Klärung und Reinigung von Zellbrühe, Klärung von Dextrose usw.

Was ist Ultrafiltration?

Ultrafiltration ist eine analytische Technik, bei der eine Kraft wie Druck oder Konzentrationsgradienten für die Trennung durch eine semipermeable Membran verwendet wird. Bei dieser Methode können die suspendierten Festkörper mit einem hohen Molekulargewicht nicht durch die Membran verlaufen, während Wasser und niedrige Molekülmittel durchlaufen können. Der Rückstand, der nicht durch die Membran passt. Diese Methode ist nützlich, um Schritte zu reinigen und zu konzentrieren.

Abbildung 02: Eine Querstromtechnik

Grundsätzlich ähnelt die Ultrafiltration der Mikrofiltration, da diese beiden Techniken die Trennung gemäß der Größenausschluss oder der Partikelerfassung durchführen. Es unterscheidet sich jedoch grundlegend von der Membrangas -Trennung, da letztere die Trennung unter Verwendung von Absorptionstechniken und Diffusion beinhaltet.

Im Allgemeinen muss die Porengröße der in der Ultrafiltration verwendeten Membran ein Zehntel der Partikelgröße sein, die getrennt werden soll. Daher begrenzt es das Eingeben großer Partikel durch die Membran. Es begrenzt jedoch auch das Eingeben kleiner Partikel durch Poren und adsorbiert sie an die Porenoberfläche. Sie können den Eingang blockieren, sodass wir einfache Anpassungen der Querstromgeschwindigkeit benötigen.

Was ist Nanofiltration?

Nanofiltration ist eine analytische Technik, die die Membranfiltration hauptsächlich zum Erweichen und Desinfektion von Wasser verwendet. Es handelt sich um eine Art von Membranfiltrationsmethode unter Verwendung der Porengröße in Nanoskala. Die Porengröße reicht von 1-10 nm. Diese Porengröße ist kleiner als die Porengrößen in Mikrofiltration und Ultrafiltration. Die Porengröße ist jedoch vergleichsweise größer als die Porengröße bei umgekehrter Osmose.

Abbildung 03: Nanofiltration zur Entsalzung

Typischerweise sind die Membranen, die wir zur Herstellung der in der Nanofiltration verwendeten Membranen verwenden können. Wir können Materialien wie Polyethylen -Terephthalat oder Metalle wie Aluminium verwenden, um diese Art von Membranfilm vorzubereiten. Wir können auch die Porenabmessungen dieser Membranen steuern, indem wir den pH -Wert, die Temperatur und die für die Porenentwicklung erforderliche Zeit steuern.

Es gibt viele verschiedene Verwendungen von Nanofiltrationstechniken, einschließlich Feinchemie und Pharmazeutika, Öl- und Erdölchemie, Massenchemie, Medizin, Produktion von natürlichen ätherischen Ölen und ähnlichen Produkten usw.

Was ist der Unterschied zwischen der Ultrafiltration der Mikrofiltration und der Nanofiltration?

Der Hauptunterschied zwischen der Ultrafiltration der Mikrofiltration und der Nanofiltration ist die Größe der Poren in ihren Membranen. Die Mikrofiltration verwendet Membranen mit Poren der Mikroskalelgröße, während die Ultrafiltration Membranen mit mikroskaliger Porengröße verwendet, die Porengröße jedoch so ausgelegt ist, dass eine Pore etwa ein Zehntel der Partikelgröße ist. Nanofiltration hingegen verwendet Membranen mit nanoskaligen Poren.

Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen der Ultrafiltration der Mikrofiltration und der Nanofiltration in tabellarischer Form für Seite und Seitenvergleich auf.

Zusammenfassung -Mikrofiltration gegenüber Ultrafiltration gegen Nanofiltration

Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration sind Arten von analytischen Membranfiltrations -Techniken, die bei Trennungsprozessen nützlich sind. Die Mikrofiltration verwendet Membranen mit Poren der Mikroskalelgröße, während die Ultrafiltration Membranen mit mikroskaliger Porengröße verwendet, die Porengröße jedoch so ausgelegt ist, dass eine Pore etwa ein Zehntel der Partikelgröße ist. Nanofiltration hingegen verwendet Membranen mit nanoskaligen Poren.  Dies ist daher der Schlüsselunterschied zwischen der Ultrafiltration der Mikrofiltration und der Nanofiltration.

Referenz:

1. "Mikrofiltration". Ein Überblick | Sciencedirect -Themen.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Gesamteinrichtung für das Mikrofiltrationssystem“ von Jeraz Cooper/Enrico Martini - gezeichnet auf Microsoft Visio (CC BY -SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Cross Flow" von CEIC3004 24 - eigene Arbeit (CC BY -SA 3.0) über Commons Wikimedia
3. "Prozessdiagramm-Nanofiltrationsdealinierung" von Nattyc-eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia