La principale différence entre l'ultrafiltration par microfiltration et la nanofiltration est la taille des pores de leurs membranes. La microfiltration utilise des membranes avec des pores de taille micrométrique, tandis que l'ultrafiltration utilise des membranes avec une taille de pores micrométrique, mais la taille des pores est conçue de telle sorte qu'un pore représente environ un dixième de la taille des particules. La nanofiltration, quant à elle, utilise des membranes à pores nanométriques.
Toutes les microfiltrations, ultrafiltrations et nanofiltrations sont des types de techniques analytiques de filtration membranaire utiles dans les procédés de séparation. Ces méthodes sont principalement utiles comme étapes de purification dans le processus.
Qu'est-ce que la microfiltration ?
La microfiltration est une technique analytique utile pour la filtration. Un fluide contaminé peut être passé à travers une membrane ayant des pores microscopiques afin de séparer les micro-organismes et les particules en suspension de ce liquide. Cette technique analytique est couramment utilisée en conjonction avec divers autres procédés de séparation, y compris l'ultrafiltration et l'osmose inverse. Cela fournit un flux de produit qui ne contient aucun contaminant indésirable.
Figure 01: Un système de microfiltration
Habituellement, la microfiltration sert de méthode de prétraitement importante dans les techniques de séparation telles que l'ultrafiltration. De plus, nous pouvons l'utiliser comme étape de post-traitement pour les procédés de filtration sur média granulaire. Typiquement, la taille des pores pour la microfiltration varie de 0,1 à 10 micromètres. Les membranes utilisées pour cette filtration sont spécialement conçues pour empêcher le passage des sédiments, des algues, des protozoaires et des grosses bactéries. De plus, ces filtres ont tendance à laisser passer les matériaux ioniques tels que les molécules d'eau, les espèces monovalentes telles que les ions sodium et chlorure, les matières organiques naturelles dissoutes dans le fluide, les petits colloïdes et les virus.
Dans cette méthode du processus de microfiltration, nous devons faire passer le fluide à travers la membrane à grande vitesse (environ 1-3 m/s). Ici, nous pouvons utiliser une pression faible à modérée parallèle ou tangentielle à la membrane semi-perméable. La membrane est typiquement sous forme de feuille ou sous forme tabulaire. Nous pouvons utiliser une pompe pour permettre au fluide de passer à travers le filtre à membrane. Cette pompe peut être à pression ou à vide.
Il existe plusieurs applications de la microfiltration, y compris le traitement de l'eau pour éliminer les agents pathogènes tels que les protozoaires, éliminer la turbidité, etc. la stérilisation, le raffinage du pétrole, la transformation des produits laitiers, la clarification et la purification du bouillon cellulaire, la clarification du dextrose, etc.
Qu'est-ce que l'ultrafiltration ?
L'ultrafiltration est une technique analytique dans laquelle une force telle qu'un gradient de pression ou de concentration est utilisée pour la séparation à travers une membrane semi-perméable. Dans ce procédé, les solides en suspension ayant un poids moléculaire élevé ne peuvent pas traverser la membrane tandis que l'eau et les solutés de faible poids moléculaire peuvent passer à travers. Le résidu qui ne peut pas traverser la membrane est appelé rétentat, tandis que la partie qui peut traverser le filtre est appelée perméat ou filtrat. Cette méthode est utile pour purifier et concentrer les étapes.
Figure 02: une technique de flux croisés
Fondamentalement, l'ultrafiltration est similaire à la microfiltration car ces deux techniques effectuent une séparation selon la méthode d'exclusion stérique ou de capture de particules. Cependant, elle est fondamentalement différente de la séparation des gaz par membrane car cette dernière implique une séparation utilisant des techniques d'absorption et de diffusion.
Généralement, la taille des pores de la membrane utilisée dans l'ultrafiltration doit être d'un dixième de la taille des particules à séparer. Par conséquent, il limite l'entrée de grosses particules à travers la membrane. Cependant, cela limite également la pénétration de petites particules à travers les pores et leur adsorption à la surface des pores. Ils peuvent bloquer l'entrée, nous avons donc besoin d'ajustements simples de la vitesse du flux transversal pour déloger les particules.
Qu'est-ce que la nanofiltration ?
La nanofiltration est une technique analytique qui utilise la filtration membranaire principalement pour adoucir et désinfecter l'eau. Il s'agit d'un type de méthode de filtration sur membrane utilisant la taille des pores à l'échelle nanométrique. La taille des pores varie de 1 à 10 nm. Cette taille de pores est plus petite que les tailles de pores dans la microfiltration et l'ultrafiltration. Mais la taille des pores est comparativement plus grande que la taille des pores dans l'osmose inverse.
Figure 03: Nanofiltration pour le dessalement
Typiquement, les membranes que nous pouvons utiliser pour la préparation des membranes utilisées en nanofiltration sont des films minces polymères. On peut utiliser des matériaux comme le polyéthylène téréphtalate ou des métaux comme l'aluminium pour préparer ce genre de film membranaire. Nous pouvons également contrôler les dimensions des pores de ces membranes en contrôlant le pH, la température et le temps nécessaires au développement des pores.
Il existe de nombreuses utilisations différentes des techniques de nanofiltration, y compris la chimie fine et la pharmacie, la chimie du pétrole et du pétrole, la chimie en vrac, la médecine, la production d'huiles essentielles naturelles et de produits similaires, etc.
Quelle est la différence entre l'ultrafiltration par microfiltration et la nanofiltration ?
La principale différence entre l'ultrafiltration par microfiltration et la nanofiltration est la taille des pores de leurs membranes. La microfiltration utilise des membranes avec des pores de taille micrométrique, tandis que l'ultrafiltration utilise des membranes avec une taille de pores micrométrique, mais la taille des pores est conçue de telle sorte qu'un pore représente environ un dixième de la taille des particules. La nanofiltration, quant à elle, utilise des membranes à pores nanométriques.
L'infographie ci-dessous répertorie les différences entre l'ultrafiltration par microfiltration et la nanofiltration sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé – Microfiltration vs Ultrafiltration vs Nanofiltration
La principale différence entre l'ultrafiltration par microfiltration et la nanofiltration est la taille des pores de leurs membranes. La microfiltration utilise des membranes avec des pores de taille micrométrique, tandis que l'ultrafiltration utilise des membranes avec une taille de pores micrométrique, mais la taille des pores est conçue de telle sorte qu'un pore représente environ un dixième de la taille des particules. La nanofiltration, quant à elle, utilise des membranes à pores nanométriques.
