Mikrofiltrasyon ultrafiltrasyon ile nanofiltrasyon arasındaki temel fark, zarlarındaki gözeneklerin boyutudur. Mikrofiltrasyon, mikro ölçekli gözeneklere sahip membranları kullanırken, ultrafiltrasyon mikro ölçekli gözenek boyutuna sahip membranları kullanır, ancak gözenek boyutu, bir gözenek partikül boyutunun yaklaşık onda biri olacak şekilde tasarlanmıştır. Nanofiltrasyon ise nano ölçekli gözeneklere sahip membranlar kullanır.
Tüm mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon, ayırma işlemlerinde yararlı olan membran filtreleme analitik tekniklerinin türleridir. Bu yöntemler esas olarak süreçteki saflaştırma adımları olarak kullanışlıdır.
Mikrofiltrasyon nedir?
Mikrofiltrasyon, filtreleme için yararlı olan analitik bir tekniktir. Mikroorganizmaları ve asılı partikülleri bu sıvıdan ayırmak için kontamine bir sıvı mikro ölçekli gözeneklere sahip bir zardan geçirilebilir. Bu analitik teknik, yaygın olarak ultrafiltrasyon ve ters ozmoz dahil olmak üzere çeşitli diğer ayırma işlemleriyle birlikte kullanılır. Bu, istenmeyen kirleticiler içermeyen bir ürün akışı sağlar.
Şekil 01: Bir Mikrofiltrasyon Sistemi
Genellikle mikrofiltrasyon, ultrafiltrasyon gibi ayırma tekniklerinde önemli olan bir ön arıtma yöntemi olarak hizmet eder. Ayrıca granüler ortam filtrasyon işlemleri için bir işlem sonrası adım olarak kullanabiliriz. Tipik olarak, mikrofiltrasyon için gözenek boyutu 0,1 ila 10 mikrometre arasındadır. Bu filtrasyon için kullanılan membranlar, özellikle tortu, alg, protozoa ve büyük bakterilerin geçişini önlemek için tasarlanmıştır. Ayrıca, bu filtreler su molekülleri gibi iyonik malzemelerin, sodyum ve klorür iyonları gibi tek değerli türlerin, sıvı içinde çözünen doğal organik maddelerin, küçük kolloidlerin ve virüslerin geçişine izin verme eğilimindedir.
Mikrofiltrasyon işleminin bu yönteminde sıvıyı membrandan yüksek bir hızla (yaklaşık 1-3m/s) geçirmemiz gerekir. Burada, yarı geçirgen zara paralel veya teğet olan düşük ila orta basınç kullanabiliriz. Membran tipik olarak bir tabaka biçiminde veya bir tablo biçimindedir. Sıvının membran filtreden geçmesine izin vermek için bir pompa kullanabiliriz. Bu pompa, basınçla veya vakumla çalıştırılabilir.
Protozoa gibi patojenleri gidermek için su arıtma, bulanıklığı gidermek vb. dahil olmak üzere çeşitli mikrofiltrasyon uygulamaları vardır.
Ultrafiltrasyon nedir?
Ultrafiltrasyon, yarı geçirgen bir zardan ayırma için basınç veya konsantrasyon gradyanı gibi bir kuvvetin kullanıldığı analitik bir tekniktir. Bu yöntemde yüksek moleküler ağırlığa sahip askıda katı maddeler zardan geçemezken su ve düşük moleküler çözünen maddeler geçebilir. Membrandan geçemeyen kalıntı, filtreden geçebilen kısım, süzüntü veya süzüntü olarak bilinir. Bu yöntem, saflaştırma ve konsantre etme adımlarında faydalıdır.
Şekil 02: Bir Çapraz Akış Tekniği
Temel olarak, ultrafiltrasyon mikrofiltrasyona benzer çünkü bu tekniklerin her ikisi de boyut dışlama veya partikül yakalama yöntemine göre ayırma gerçekleştirir. Bununla birlikte, membran gaz ayrımından temel olarak farklıdır çünkü ikincisi, absorpsiyon teknikleri ve difüzyon kullanılarak ayırmayı içerir.
Genel olarak, ultrafiltrasyonda kullanılan zarın gözenek boyutu, ayrılacak partikül boyutunun onda biri olmalıdır. Bu nedenle, büyük partiküllerin zardan girişini sınırlar. Bununla birlikte, küçük parçacıkların gözeneklerden girmesini ve gözenek yüzeyine adsorbe etmesini de sınırlar. Girişi kapatabilirler, bu yüzden parçacıkları yerinden çıkarmak için basit çapraz akış hızı ayarlamalarına ihtiyacımız var.
Nanofiltrasyon nedir?
Nanofiltrasyon, esas olarak suyu yumuşatmak ve dezenfekte etmek için membran filtrelemeyi kullanan analitik bir tekniktir. Nano ölçekte gözenek boyutunun kullanıldığı bir tür membran filtrasyon yöntemidir. Gözenek boyutu 1-10nm arasında değişir. Bu gözenek boyutu, mikrofiltrasyon ve ultrafiltrasyondaki gözenek boyutlarından daha küçüktür. Ancak gözenek boyutu, ters ozmozda gözenek boyutundan nispeten daha büyüktür.
Şekil 03: Tuzdan Arındırma için Nanofiltrasyon
Tipik olarak nanofiltrasyonda kullanılan membranların hazırlanmasında kullanabileceğimiz membranlar polimer ince filmlerdir. Bu tür membran filmi hazırlamak için polietilen tereftalat gibi malzemeler veya alüminyum gibi metaller kullanabiliriz. Ayrıca gözenek gelişimi için gereken pH, sıcaklık ve süreyi kontrol ederek bu membranların gözenek boyutlarını da kontrol edebiliriz.
İnce kimya ve farmasötikler, petrol ve petrol kimyası, yığın kimya, ilaç, doğal uçucu yağlar ve benzer ürünlerin üretimi vb. dahil olmak üzere nanofiltrasyon tekniklerinin birçok farklı kullanımı vardır.
Mikrofiltrasyon Ultrafiltrasyon ve Nanofiltrasyon Arasındaki Fark Nedir?
Mikrofiltrasyon ultrafiltrasyon ile nanofiltrasyon arasındaki temel fark, zarlarındaki gözeneklerin boyutudur. Mikrofiltrasyon, mikro ölçekli gözeneklere sahip membranları kullanırken, ultrafiltrasyon mikro ölçekli gözenek boyutuna sahip membranları kullanır, ancak gözenek boyutu, bir gözenek partikül boyutunun yaklaşık onda biri olacak şekilde tasarlanmıştır. Nanofiltrasyon ise nano ölçekli gözeneklere sahip membranlar kullanır.
Aşağıdaki infografik, mikrofiltrasyon ultrafiltrasyon ve nanofiltrasyon arasındaki farkları yan yana karşılaştırma için tablo halinde listeler.
Özet – Mikrofiltrasyon vs Ultrafiltrasyon vs Nanofiltrasyon
Mikrofiltrasyon ultrafiltrasyon ile nanofiltrasyon arasındaki temel fark, zarlarındaki gözeneklerin boyutudur. Mikrofiltrasyon, mikro ölçekli gözeneklere sahip membranları kullanırken, ultrafiltrasyon mikro ölçekli gözenek boyutuna sahip membranları kullanır, ancak gözenek boyutu, bir gözenek partikül boyutunun yaklaşık onda biri olacak şekilde tasarlanmıştır. Nanofiltrasyon ise nano ölçekli gözeneklere sahip membranlar kullanır.
