Co to jest filtracja membranowa?

Filtracja membranowa jest techniką stosowaną do oddzielania cząstek od cieczy w celu jej oczyszczenia. Ta metoda filtracji ma wiele zastosowań, od oczyszczania ścieków po filtrowanie mleka wykorzystywanego do produkcji sera, i istnieje kilka różnych podejść do filtracji membranowej. We wszystkich przypadkach celem jest stworzenie filtrowanego rozpuszczalnika. Szereg różnych rodzajów systemów jest dostępnych od firm specjalizujących się w produktach filtracyjnych, wraz z wymiennymi membranami oraz innymi częściami i sprzętem.

Podczas filtracji membranowej rozpuszczalnik przepuszcza się przez półprzepuszczalną membranę. Przepuszczalność membrany zależy od wielkości porów w membranie i będzie ona stanowić barierę dla cząstek większych niż pory, podczas gdy reszta rozpuszczalnika może swobodnie przechodzić przez membranę. Rezultatem jest oczyszczony i przefiltrowany płyn po jednej stronie membrany, z usuniętą substancją rozpuszczoną po drugiej stronie.

Nanofiltracja, ultrafiltracja, mikrofiltracja i odwrócona osmoza są technikami filtracji membranowej. We wszystkich przypadkach wielkość porów należy dokładnie obliczyć, aby wykluczyć niepożądane cząstki, a rozmiar membrany należy zaprojektować w celu uzyskania optymalnej wydajności operacyjnej. Membrany są również podatne na zatykanie się, ponieważ pory powoli wypełniają się uwięzionymi cząstkami, co oznacza, że ​​system musi zapewniać miejsca dla łatwego czyszczenia i konserwacji, aby można było utrzymać je w dobrym stanie.

Wiele membranowych systemów filtracyjnych zaprojektowano do zastosowań przemysłowych. Jedną z dużych zalet takiego systemu jest to, że nie wymaga on stosowania chemikaliów ani dodatków, co obniża koszty operacyjne. Dodatkowo, filtracja membranowa wymaga minimalnej energii i może w rzeczywistości być zaprojektowana tak, aby działała prawie bez energii, z systemem ciśnieniowym, który wykorzystuje grawitację i przepycha rozpuszczalnik przez membranę ze stałą prędkością.

Bardzo popularna jest sukcesywna filtracja membranowa, w której rozpuszczalnik przechodzi przez szereg membran. W tym podejściu pory stają się stopniowo mniejsze, usuwając coraz więcej zanieczyszczeń z płynu. Ta technika zmniejsza zatykanie układu, ponieważ rozpuszczalnik jest powoli filtrowany, i ma dodatkową zaletę dopasowania do zwartej przestrzeni, ponieważ wszystkie membrany mogą być bardzo małe i nadal działać wydajnie.

Gospodarka odpadami, przemysłowa obsługa żywności, medycyna i badania laboratoryjne mają zastosowanie w systemach filtracji membranowej. Systemy te są na ogół łatwe w użyciu, chociaż muszą być odpowiednio konserwowane, aby były skuteczne.