La diferencia clave entre la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración es el tamaño de los poros de sus membranas. La microfiltración usa membranas con poros de tamaño microescala, mientras que la ultrafiltración usa membranas con tamaño de poro microescala, pero el tamaño del poro está diseñado de tal manera que un poro es aproximadamente una décima parte del tamaño de la partícula. La nanofiltración, por otro lado, utiliza membranas con poros a nanoescala.
Toda la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración son tipos de técnicas analíticas de filtración por membrana que son útiles en los procesos de separación. Estos métodos son principalmente útiles como pasos de purificación en el proceso.
¿Qué es la microfiltración?
La microfiltración es una técnica analítica útil para la filtración. Se puede pasar un fluido contaminado a través de una membrana que tiene poros a 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 un flujo 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 de postratamiento para procesos de filtración de medios granulares. Normalmente, el tamaño de poro para la microfiltración oscila entre 0,1 y 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 disuelve en el fluido, pequeños coloides y virus.
En este método del proceso de microfiltración, necesitamos pasar el fluido a través de la membrana a alta velocidad (alrededor de 1-3 m/s). Aquí, podemos usar una presión de baja a moderada que sea paralela o tangencial a la membrana semipermeable. La membrana está típicamente 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 de presión o de vacío.
Hay varias aplicaciones de microfiltración, incluido el tratamiento de agua para eliminar patógenos como protozoos, eliminar turbidez, etc. esterilización, refinación de petróleo, procesamiento de lácteos, clarificación y purificación de caldo celular, clarificación de dextrosa, etc.
¿Qué es la ultrafiltración?
La ultrafiltración es una técnica analítica en la que se utiliza una fuerza como la presión o un gradiente de concentración para la separación a través de una membrana semipermeable. En este método, los sólidos en suspensión que tienen un alto peso molecular no pueden atravesar la membrana, mientras que el agua y los solutos de bajo peso molecular pueden atravesarla. El residuo que no puede pasar a través de la membrana se conoce como retenido, mientras que la porción que puede pasar a través del filtro se conoce como permeado o filtrado. Este método es útil en los pasos de purificación y concentración.
Figura 02: Una técnica de flujo cruzado
Fundamentalmente, la ultrafiltración es similar a la microfiltración porque ambas técnicas realizan la separación según el método de exclusión por tamaño o captura de partículas. Sin embargo, es fundamentalmente diferente de la separación de gases de membrana porque esta última implica la separación mediante técnicas de absorción y difusión.
Generalmente, el tamaño de poro de la membrana utilizada en la ultrafiltración debe ser una décima parte del tamaño de la partícula que se va a separar. Por tanto, limita la entrada de partículas de gran tamaño a través de la membrana. Sin embargo, también limita la entrada de pequeñas partículas a través de los poros y su adsorción a la superficie del poro. Pueden bloquear la entrada, por lo que necesitamos ajustes simples de la velocidad de flujo cruzado para desalojar las partículas.
¿Qué es la nanofiltración?
La nanofiltración es una técnica analítica que utiliza la filtración por membrana principalmente para ablandar y desinfectar el agua. Es un tipo de método de filtración por membrana que utiliza el tamaño de los poros en nanoescala. El tamaño de los poros oscila entre 1 y 10 nm. Este tamaño de poro es más pequeño que los tamaños de poro en microfiltración y ultrafiltración. Pero el tamaño de los poros es comparativamente mayor que el tamaño de los poros en la ósmosis inversa.
Figura 03: Nanofiltración para desalinización
Típicamente, las membranas que podemos utilizar para la preparación de las membranas utilizadas en la nanofiltración son películas finas de polímero. Podemos utilizar materiales como el tereftalato de polietileno o metales como el aluminio para preparar este tipo de película de membrana. También podemos controlar las dimensiones de los poros de estas membranas controlando el pH, la temperatura y el tiempo necesario para el desarrollo de los poros.
Existen muchos usos diferentes de las técnicas de nanofiltración, incluida la química fina y farmacéutica, la química del petróleo y del petróleo, la química a granel, la medicina, la producción de aceites esenciales naturales y productos similares, etc.
¿Cuál es la diferencia entre microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración?
La diferencia clave entre la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración es el tamaño de los poros de sus membranas. La microfiltración usa membranas con poros de tamaño microescala, mientras que la ultrafiltración usa membranas con tamaño de poro microescala, pero el tamaño del poro está diseñado de tal manera que un poro es aproximadamente una décima parte del tamaño de la partícula. La nanofiltración, por otro lado, utiliza membranas con poros a nanoescala.
La siguiente infografía enumera las diferencias entre la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración en forma tabular para una comparación lado a lado.
Resumen: microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración
La diferencia clave entre la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración es el tamaño de los poros de sus membranas. La microfiltración usa membranas con poros de tamaño microescala, mientras que la ultrafiltración usa membranas con tamaño de poro microescala, pero el tamaño del poro está diseñado de tal manera que un poro es aproximadamente una décima parte del tamaño de la partícula. La nanofiltración, por otro lado, utiliza membranas con poros a nanoescala.
