¿Cuál es la diferencia entre la ultrafiltración de microfiltración y la nanofiltración?

El Diferencia clave entre la ultrafiltración de microfiltración y la nanofiltración es el tamaño de los poros en sus membranas. La microfiltración utiliza membranas con poros de tamaño a microescala, mientras que la ultrafiltración utiliza membranas con tamaño de poro de microescala, pero el tamaño de poro está diseñado de tal manera que un poro es aproximadamente una décima parte del tamaño de partícula. La nanofiltración, por otro lado, usa membranas con poros a nanoescala.

Todas las microfiltraciones, ultrafiltración y nanofiltración son tipos de técnicas analíticas de filtración de membrana que son útiles en los procesos de separación. Estos métodos son principalmente útiles como pasos purificadores en el proceso.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es la microfiltración? 
3. ¿Qué es la ultrafiltración? 
4. ¿Qué es la nanofiltración?
5. Microfiltración vs ultrafiltración vs nanofiltración en forma tabular
6. Resumen -Microfiltración vs ultrafiltración vs nanofiltración 

¿Qué es la microfiltración??

La microfiltración es una técnica analítica que es útil para la filtración. Se puede pasar un fluido contaminado a través de una membrana que tiene poros de microescala para separar los microorganismos y las partículas suspendidas de este líquido. Esta técnica analítica se usa comúnmente junto con varios otros procesos de separación, incluida la ultrafiltración y la ósmosis inversa. Esto proporciona una corriente de producto que no contiene ningún contaminante no deseado.

Figura 01: un sistema de microfiltración

Por lo general, la microfiltración sirve como un método de pretratamiento que es importante en técnicas de separación como la ultrafiltración. Además, podemos usarlo como un paso posterior al tratamiento para los procesos de filtración de medios granulares. Por lo general, el tamaño de poro para la microfiltración varía de 0.1 a 10 micrómetros. Las membranas utilizadas para esta filtración están diseñadas específicamente para evitar el paso de sedimentos, algas, protozoos y bacterias grandes. Además, estos filtros tienden a permitir el paso de materiales iónicos como moléculas de agua, especies monovalentes como iones de sodio y cloruro, materia orgánica natural que se disuelven en el fluido, coloides pequeños y virus.

En este método del proceso de microfiltración, necesitamos pasar el fluido a través de la membrana con una alta velocidad (aproximadamente 1-3 m/s). Aquí, podemos usar una presión baja a moderada que sea paralela o tangencial a la membrana semipermeable. La membrana típicamente está en forma de hoja o en forma tabular. Podemos usar una bomba para permitir que el fluido pase a través del filtro de membrana. Esta bomba puede ser impulsada por presión o vacío.

Hay varias aplicaciones de microfiltración, incluido el tratamiento de agua para eliminar patógenos como protozoos, eliminar la turbidez, etc. esterilización, refinación de petróleo, procesamiento de lácteos, aclaración y purificación del caldo celular, aclaración de dextrosa, etc.

¿Qué es la ultrafiltración??

La ultrafiltración es una técnica analítica en la que se usa una fuerza como el gradiente de presión o concentración para la separación a través de una membrana semipermeable. En este método, los sólidos suspendidos que tienen un alto peso molecular no pueden pasar a través de la membrana, mientras que el agua y los solutos bajos moleculares pueden pasar. El residuo que no puede pasar a través de la membrana se conoce como retirado, mientras que la porción que puede pasar a través del filtro se conoce como permeado o filtrado. Este método es útil para purificar y concentrar pasos.

Figura 02: una técnica de flujo cruzado

Fundamentalmente, la ultrafiltración es similar a la microfiltración porque ambas técnicas realizan la separación de acuerdo con la exclusión del tamaño o el método de captura de partículas. Sin embargo, es fundamentalmente diferente de la separación de gas de membrana porque este último implica la separación utilizando técnicas de absorción y difusión.

En general, el tamaño de poro de la membrana utilizada en la ultrafiltración debe ser una décima parte del tamaño de partícula que se separará. Por lo tanto, limita la entrada de partículas grandes a través de la membrana. Sin embargo, también limita la entrada de pequeñas partículas a través de los poros y las adsorbe a la superficie de los poros. Pueden bloquear la entrada, por lo que necesitamos ajustes simples de velocidad de flujo cruzado para desalojar las partículas.

¿Qué es la nanofiltración??

La nanofiltración es una técnica analítica que utiliza la filtración de membrana principalmente para suavizar y desinfectar agua. Es un tipo de método de filtración de membrana que utiliza el tamaño de poro en nanoescala. El tamaño de los poros varía de 1 a 10 nm. Este tamaño de poro es más pequeño que el tamaño de los poros en microfiltración y ultrafiltración. Pero el tamaño de los poros es relativamente más grande que el tamaño de los poros en la ósmosis inversa.

Figura 03: Nanofiltración para la desalinización

Por lo general, las membranas que podemos usar para la preparación de las membranas utilizadas en la nanofiltración son películas delgadas de polímeros. Podemos usar materiales como tereftalato de polietileno o metales como el aluminio para preparar este tipo de película de membrana. También podemos controlar las dimensiones de poros de estas membranas controlando el pH, la temperatura y el tiempo necesarios para el desarrollo de poros.

Hay muchos usos diferentes de las técnicas de nanofiltración, incluidas la química fina y los productos farmacéuticos, la química del petróleo y el petróleo, la química a granel, la medicina, la producción de aceites esenciales naturales y productos similares, etc.

¿Cuál es la diferencia entre la ultrafiltración de microfiltración y la nanofiltración??

La diferencia clave entre la ultrafiltración de la microfiltración y la nanofiltración es el tamaño de los poros en sus membranas. La microfiltración utiliza membranas con poros de tamaño a microescala, mientras que la ultrafiltración utiliza membranas con tamaño de poro de microescala, pero el tamaño de poro está diseñado de tal manera que un poro es aproximadamente una décima parte del tamaño de partícula. La nanofiltración, por otro lado, usa membranas con poros a nanoescala.

La siguiente infografía enumera las diferencias entre la ultrafiltración de microfiltración y la nanofiltración en forma tabular para la comparación de lado a lado.

Resumen -Microfiltración vs ultrafiltración vs nanofiltración

La microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración son tipos de técnicas analíticas de filtración de membrana que son útiles en los procesos de separación. La microfiltración utiliza membranas con poros de tamaño a microescala, mientras que la ultrafiltración utiliza membranas con tamaño de poro de microescala, pero el tamaño de poro está diseñado de tal manera que un poro es aproximadamente una décima parte del tamaño de partícula. La nanofiltración, por otro lado, usa membranas con poros a nanoescala.  Por lo tanto, esta es la diferencia clave entre la ultrafiltración de la microfiltración y la nanofiltración.

Referencia:

1. "Microfiltración". Una descripción general | Temas de ciencias.

Imagen de cortesía:

1. "Configuración general para el sistema de microfiltración" de Jeraz Cooper/Enrico Martini, dibujado en Microsoft Visio (CC BY -SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Cross Flow" por CEIC3004 24 - Trabajo propio (CC BY -SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
3. "Diagrama de procesos de nanofiltración-desasalinación" por NattTyc-Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia