Quelle est la différence entre l'ultrafiltration de la microfiltration et la nanofiltration

Le Différence clé entre l'ultrafiltration de la microfiltration et la nanofiltration est la taille des pores dans leurs membranes. La microfiltration utilise des membranes avec des pores de taille à l'échelle microscopique, tandis que l'ultrafiltration utilise des membranes avec une taille de pores à l'échelle microscopique, mais la taille des pores est conçue de telle manière qu'un pore est d'environ un dixième de la taille des particules. La nanofiltration, en revanche, utilise des membranes avec des pores à l'échelle nanométrique.

Toutes les microfiltration, l'ultrafiltration et la nanofiltration sont des types de techniques analytiques de filtration membranaire qui sont utiles dans les processus de séparation. Ces méthodes sont principalement utiles comme étapes de purification du processus.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que la microfiltration 
3. Qu'est-ce que l'ultrafiltration 
4. Qu'est-ce que la nanofiltration
5. Microfiltration vs ultrafiltration vs nanofiltration sous forme tabulaire
6. Résumé - Microfiltration vs ultrafiltration vs nanofiltration 

Qu'est-ce que la microfiltration?

La microfiltration est une technique analytique utile pour la filtration. Un liquide contaminé peut être passé à travers une membrane ayant des pores à l'échelle microscopique afin de séparer les micro-organismes et les particules en suspension de ce liquide. Cette technique analytique est couramment utilisée en conjonction avec divers autres processus de séparation, y compris l'ultrafiltration et l'osmose inverse. Cela fournit un flux de produits qui ne contient aucun contaminant indésirable.

Figure 01: Un système de microfiltration

Habituellement, la microfiltration sert de méthode de prétraitement qui est importante dans les techniques de séparation telles que l'ultrafiltration. De plus, nous pouvons l'utiliser comme étape post-traitement pour les processus de filtration des médias granulaires. En règle générale, la taille des pores pour la microfiltration varie de 0.1 à 10 micromètres. Les membranes utilisées pour cette filtration sont spécifiquement conçues pour empêcher le passage des sédiments, des algues, des protozoaires et des grandes bactéries. En outre, ces filtres ont tendance à permettre le passage de matériaux ioniques tels que les molécules d'eau, les espèces monovalentes telles que les ions de sodium et de chlorure, la matière organique naturelle qui sont dissoutes dans les fluides, les petits colloïdes et les virus.

Dans cette méthode du processus de microfiltration, nous devons passer le liquide à travers la membrane avec une vitesse élevée (environ 1 à 3 m / s). Ici, nous pouvons utiliser une pression basse à modérée qui est parallèle ou tangentielle à la membrane semi-perméable. La membrane est généralement sous forme de feuille ou de forme tabulaire. Nous pouvons utiliser une pompe pour permettre au fluide de passer à travers le filtre à membrane. Cette pompe peut être entraînée par la pression ou l'aspirateur.

Il existe plusieurs applications de microfiltration, y compris le traitement de l'eau pour éliminer les agents pathogènes tels que les protozoaires, éliminer la turbidité, etc. Stérilisation, raffinage du pétrole, traitement des produits laitiers, clarification et purification du bouillon cellulaire, clarification du dextrose, etc.

Qu'est-ce que l'ultrafiltration?

L'Ultrafiltration est une technique analytique dans laquelle une force telle que la pression ou le gradient de concentration est utilisée pour la séparation à travers une membrane semi-perméable. Dans cette méthode, les solides en suspension ayant un poids moléculaire élevé ne peuvent pas traverser la membrane tandis que l'eau et les solutés moléculaires faibles peuvent passer par. Le résidu qui ne peut pas traverser la membrane est connu sous le nom de rétentat, tandis que la partie qui peut passer par le filtre est connue sous le nom de perméat ou de filtrat. Cette méthode est utile pour les étapes de purification et de concentration.

Figure 02: Une technique de flux croisé

Fondamentalement, l'ultrafiltration est similaire à la microfiltration car ces deux techniques effectuent une séparation en fonction de la taille d'exclusion ou de la méthode de capture de particules. Cependant, il est fondamentalement différent de la séparation des gaz membranaires car cette dernière implique la séparation en utilisant des techniques d'absorption et une diffusion.

Généralement, la taille des pores de la membrane utilisée dans l'ultrafiltration doit être un dixième de la taille des particules qui doit être séparée. Par conséquent, il limite l'entrée de grandes particules à travers la membrane. Cependant, il limite également l'entrée de petites particules à travers les pores et les adsorbant à la surface des pores. Ils peuvent bloquer l'entrée, nous avons donc besoin d'ajustements simples de la vitesse des flux croisés pour déloger les particules.

Qu'est-ce que la nanofiltration?

La nanofiltration est une technique analytique qui utilise la filtration de la membrane principalement pour adoucir et désinfecter l'eau. Il s'agit d'un type de méthode de filtration membranaire utilisant la taille des pores à l'échelle nanométrique. La taille des pores varie de 1 à 10 nm. Cette taille des pores est plus petite que les tailles de pores en microfiltration et en ultrafiltration. Mais la taille des pores est relativement plus grande que la taille des pores dans l'osmose inverse.

Figure 03: Nanofiltration pour le dessalement

En règle générale, les membranes que nous pouvons utiliser pour la préparation des membranes utilisées en nanofiltration sont des films minces de polymère. Nous pouvons utiliser des matériaux tels que le téréphtalate de polyéthylène ou des métaux tels que l'aluminium pour préparer ce type de film membranaire. Nous pouvons également contrôler les dimensions des pores de ces membranes en contrôlant le pH, la température et le temps nécessaires au développement des pores.

Il existe de nombreuses utilisations différentes des techniques de nanofiltration, notamment la chimie fine et les produits pharmaceutiques, la chimie de l'huile et du pétrole, la chimie en vrac, la médecine, la production d'huiles essentielles naturelles et de produits similaires, etc.

Quelle est la différence entre l'ultrafiltration de la microfiltration et la nanofiltration?

La principale différence entre l'ultrafiltration et la nanofiltration de la microfiltration est la taille des pores dans leurs membranes. La microfiltration utilise des membranes avec des pores de taille à l'échelle microscopique, tandis que l'ultrafiltration utilise des membranes avec une taille de pores à l'échelle microscopique, mais la taille des pores est conçue de telle manière qu'un pore est d'environ un dixième de la taille des particules. La nanofiltration, en revanche, utilise des membranes avec des pores à l'échelle nanométrique.

L'infographie ci-dessous répertorie les différences entre l'ultrafiltration et la nanofiltration de la microfiltration sous forme tabulaire pour une comparaison côte à côte.

Résumé - Microfiltration vs ultrafiltration vs nanofiltration

La microfiltration, l'ultrafiltration et la nanofiltration sont des types de techniques analytiques de filtration membranaire qui sont utiles dans les processus de séparation. La microfiltration utilise des membranes avec des pores de taille à l'échelle microscopique, tandis que l'ultrafiltration utilise des membranes avec une taille de pores à l'échelle microscopique, mais la taille des pores est conçue de telle manière qu'un pore est d'environ un dixième de la taille des particules. La nanofiltration, en revanche, utilise des membranes avec des pores à l'échelle nanométrique.  Ainsi, c'est la principale différence entre l'ultrafiltration de la microfiltration et la nanofiltration.

Référence:

1. «Microfiltration». Un aperçu | Sujets ScienceDirect.

Image gracieuseté:

1. «Configuration globale pour le système de microfiltration» par Jeraz Cooper / Enrico Martini - dessiné sur Microsoft Visio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. «Cross Flow» par CEIC3004 24 - Propre travaux (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. «Nanofiltration-désalivation du diagramme de processus» par Natttyc - propre travail (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia