Co je mikrofiltrace?

Mikrofiltrace je typ filtrace, která používá speciální membrány s mikroskopickými póry, jejichž velikost se pohybuje od 3,9 miliontiny palce (asi 0,1 mikrometrů) do 390 milióntin palce (asi 10 mikrometrů). Velikost pórů je to, co dává mikrofiltraci své jméno. Používá se k odstranění všech částic, které jsou větší než 39 milióntin palce (asi 1 mikrometr) z roztoku.

Tepelná sterilizace obvykle není žádoucí pro použití se všemi tekutinami. Některé nápoje, jako je džus, víno a pivo, při zahřátí ztrácejí chuť; podobně, některé léky ztratí svou účinnost, když jsou zahřáté. Jedním z hlavních využití mikrofiltrace je sterilizace za studena. Bakterie jsou větší než mikrometr, takže se tyto mikro membrány používají k odstraňování bakterií z tekutin bez použití tepla.

Mikrofiltrace se také používá k čištění odpadních vod, aby se voda mohla bezpečně vrátit do životního prostředí. Používá se k oddělování oleje a vody a lze jej použít k oddělování tuku z potravinářských produktů, přičemž voda a bílkoviny zůstávají pozadu. Může být také použit jako předúprava vody pro jiné procesy, jako je reverzní osmóza.

Obecně veškerá filtrace funguje částečně procesem difúze. Každá molekula roztoku má určitou kinetickou energii a pohybuje se kolem sebe, odráží ostatní molekuly a stěny nádoby. Ty molekuly, které zasáhly filtr, protékají skrz něj a jsou jím filtrovány.

Mikrofiltrační systém se obecně skládá z čisté kapaliny a roztoku odděleného mikrofiltrem. Na stranu roztoku se aplikuje nízký tlak, který jej tlačí přes mikrofiltr rychleji, než by to umožnila samotná difúze. Filtr odstraní všechny velké částice a kapalina vycházející z druhé strany je očištěna od všeho, co je větší než póry ve filtru.

Existuje běžná variace mikrofiltrace nazývaná křížová mikrofiltrace (CFMF). V této verzi je kapalina čerpána tangenciálně přes povrch mikrofiltru. Čištěná kapalina prochází filtrem a je shromažďována pod ním. Výhodou mikrofiltrace s křížovým tokem je to, že umožňuje současným systémům nakládání s odpady zvýšit jejich přítok, aniž by do mikrofiltrů přidávaly nové digestory pro čerpání tekutin. U CFMF musí kapaliny proudit pouze přes další filtry, čímž se snižuje potřeba nového vybavení.

Tvrdé nebo ostré částice v přítoku mohou poškodit mikrofiltry. Z tohoto důvodu je obvykle důležité, aby byly všechny tekutiny před mikrofiltrováním předem předfiltrovány. To umožňuje odstranit největší a nejnebezpečnější částice dříve, než budou mít šanci poškodit jemné mikrofiltry.