ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไมโครฟิลเตรชั่นอัลตราฟิลเตรชั่นและนาโนฟิลเตรชั่นคือขนาดของรูพรุนในเยื่อหุ้มของพวกมัน ไมโครฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนขนาดไมโคร ขณะที่อัลตราฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีขนาดรูพรุนระดับไมโคร แต่ขนาดรูพรุนได้รับการออกแบบในลักษณะที่รูพรุนมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบของขนาดอนุภาค ในทางกลับกัน นาโนฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนระดับนาโน
ไมโครฟิลเตรชั่น อัลตราฟิลเตรชั่น และนาโนฟิลเตรชั่นทั้งหมดเป็นเทคนิคการวิเคราะห์การกรองแบบเมมเบรนที่มีประโยชน์ในกระบวนการแยกสาร วิธีการเหล่านี้มีประโยชน์หลักในการทำให้บริสุทธิ์ขั้นตอนในกระบวนการ
ไมโครฟิลเตรชั่นคืออะไร
ไมโครฟิลเตรชั่นเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่เป็นประโยชน์สำหรับการกรอง ของเหลวที่ปนเปื้อนสามารถส่งผ่านเมมเบรนที่มีรูพรุนระดับไมโครเพื่อแยกจุลินทรีย์และอนุภาคแขวนลอยออกจากของเหลวนี้ เทคนิคการวิเคราะห์นี้มักใช้ร่วมกับกระบวนการแยกอื่นๆ รวมถึงการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันและรีเวิร์สออสโมซิส นี่เป็นการสตรีมผลิตภัณฑ์ที่ไม่มีสารปนเปื้อนที่ไม่ต้องการ
รูปที่ 01: ระบบกรองขนาดเล็ก
โดยปกติ ไมโครฟิลเตรชั่นทำหน้าที่เป็นวิธีการรักษาล่วงหน้าที่สำคัญในเทคนิคการแยกสาร เช่น อัลตราฟิลเตรชัน ยิ่งไปกว่านั้น เราสามารถใช้เป็นขั้นตอนหลังการบำบัดสำหรับกระบวนการกรองสื่อแบบละเอียดโดยปกติ ขนาดรูพรุนสำหรับการกรองแบบไมโครจะอยู่ในช่วง 0.1 ถึง 10 ไมโครเมตร เมมเบรนที่ใช้สำหรับการกรองนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อป้องกันการผ่านของตะกอน สาหร่าย โปรโตซัว และแบคทีเรียขนาดใหญ่ นอกจากนี้ ตัวกรองเหล่านี้มักจะยอมให้ผ่านวัสดุไอออนิก เช่น โมเลกุลของน้ำ สปีชีส์โมโนวาเลนต์ เช่น โซเดียมและคลอไรด์ไอออน สารอินทรีย์ธรรมชาติที่ละลายในของเหลว คอลลอยด์ขนาดเล็ก และไวรัส
ในกระบวนการไมโครฟิลเตรชั่นนี้ เราจำเป็นต้องส่งของเหลวผ่านเมมเบรนด้วยความเร็วสูง (ประมาณ 1-3m/s) ที่นี่ เราสามารถใช้แรงดันต่ำถึงปานกลางที่ขนานหรือสัมผัสกับเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ เมมเบรนมักจะอยู่ในรูปแบบแผ่นงานหรือแบบตาราง เราสามารถใช้ปั๊มเพื่อให้ของเหลวผ่านตัวกรองเมมเบรนได้ ปั๊มนี้สามารถขับเคลื่อนด้วยแรงดันหรือสุญญากาศ
มีการกรองไมโครฟิลเตรชันหลายแบบ รวมถึงการบำบัดน้ำเพื่อกำจัดเชื้อโรค เช่น โปรโตซัว ขจัดความขุ่น ฯลฯ การทำหมัน การกลั่นปิโตรเลียม การแปรรูปผลิตภัณฑ์จากนม การชี้แจงและการทำให้น้ำซุปเซลล์บริสุทธิ์ การชี้แจงของเดกซ์โทรส ฯลฯ
การกรองแบบพิเศษคืออะไร
อัลตราฟิลเตรชั่นเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่ใช้แรง เช่น แรงดันหรือการไล่ระดับความเข้มข้นสำหรับการแยกสารผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ ในวิธีนี้ ของแข็งแขวนลอยที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงไม่สามารถผ่านเมมเบรนได้ในขณะที่น้ำและตัวละลายโมเลกุลต่ำสามารถผ่านได้ สารตกค้างที่ไม่สามารถผ่านเมมเบรนได้เรียกว่า retentate ในขณะที่ส่วนที่สามารถผ่านตัวกรองได้เรียกว่า permeate หรือ filtrate วิธีนี้มีประโยชน์ในขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์และเข้มข้น
รูปที่ 02: เทคนิคข้ามกระแส
โดยพื้นฐานแล้ว อัลตราฟิลเตรชั่นจะคล้ายกับไมโครฟิลเตรชั่น เพราะทั้งสองเทคนิคนี้ทำการแยกตามขนาดการแยกส่วนหรือวิธีการดักจับอนุภาคอย่างไรก็ตาม โดยพื้นฐานแล้วมันแตกต่างจากการแยกก๊าซเมมเบรนเนื่องจากการแยกโดยใช้เทคนิคการดูดกลืนและการแพร่
โดยทั่วไป ขนาดรูพรุนของเมมเบรนที่ใช้ในการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันจะต้องเป็น 1 ใน 10 ของขนาดอนุภาคที่จะแยกออก ดังนั้นจึงจำกัดการเข้ามาของอนุภาคขนาดใหญ่ผ่านเมมเบรน อย่างไรก็ตาม ยังจำกัดการเข้ามาของอนุภาคขนาดเล็กผ่านรูพรุนและดูดซับไปยังพื้นผิวของรูพรุน พวกมันสามารถขวางทางเข้าได้ ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องปรับความเร็วของการไหลข้ามแบบง่ายๆ เพื่อขับอนุภาคออก
นาโนฟิลเตรชั่นคืออะไร
นาโนฟิลเตรชั่นเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ที่ใช้การกรองแบบเมมเบรนเป็นหลักเพื่อทำให้น้ำนิ่มและฆ่าเชื้อ เป็นวิธีการกรองแบบเมมเบรนชนิดหนึ่งโดยใช้ขนาดรูพรุนในระดับนาโน ขนาดรูพรุนมีตั้งแต่ 1-10 นาโนเมตร ขนาดรูพรุนนี้เล็กกว่าขนาดรูพรุนในไมโครฟิลเทรชันและอัลตราฟิลเตรชัน แต่ขนาดรูพรุนนั้นค่อนข้างใหญ่กว่าขนาดรูพรุนในระบบรีเวิร์สออสโมซิส
รูปที่ 03: นาโนฟิลเตรชั่นสำหรับการแยกเกลือออกจากเกลือ
โดยปกติ เมมเบรนที่เราสามารถใช้เตรียมเยื่อที่ใช้ในการกรองนาโนจะเป็นฟิล์มโพลีเมอร์บาง เราสามารถใช้วัสดุเช่นโพลิเอทิลีนเทเรฟทาเลตหรือโลหะเช่นอลูมิเนียมเพื่อเตรียมฟิล์มเมมเบรนชนิดนี้ นอกจากนี้เรายังสามารถควบคุมขนาดรูพรุนของเมมเบรนเหล่านี้ได้ด้วยการควบคุม pH อุณหภูมิ และเวลาที่จำเป็นสำหรับการพัฒนารูขุมขน
มีการใช้เทคนิคนาโนฟิลเตรชั่นที่แตกต่างกันมากมาย รวมถึงเคมีภัณฑ์และเภสัชภัณฑ์ที่ดี เคมีน้ำมันและปิโตรเลียม เคมีปริมาณมาก ยา การผลิตน้ำมันหอมระเหยจากธรรมชาติและผลิตภัณฑ์ที่คล้ายกัน ฯลฯ
ความแตกต่างระหว่างการกรองแบบไมโครฟิลเตรชั่นกับนาโนฟิลเตรชั่นคืออะไร
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไมโครฟิลเตรชั่นอัลตราฟิลเตรชั่นและนาโนฟิลเตรชั่นคือขนาดของรูพรุนในเยื่อหุ้มของพวกมัน ไมโครฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนขนาดไมโคร ขณะที่อัลตราฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีขนาดรูพรุนระดับไมโคร แต่ขนาดรูพรุนได้รับการออกแบบในลักษณะที่รูพรุนมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบของขนาดอนุภาค ในทางกลับกัน นาโนฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนระดับนาโน
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างการกรองแบบไมโครฟิลเตอร์และนาโนฟิลเทรชันในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – ไมโครฟิลเตรชั่น vs อัลตราฟิลเตรชั่น vs นาโนฟิลเตรชั่น
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไมโครฟิลเตรชั่นอัลตราฟิลเตรชั่นและนาโนฟิลเตรชั่นคือขนาดของรูพรุนในเยื่อหุ้มของพวกมัน ไมโครฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนขนาดไมโคร ขณะที่อัลตราฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีขนาดรูพรุนระดับไมโคร แต่ขนาดรูพรุนได้รับการออกแบบในลักษณะที่รูพรุนมีขนาดประมาณหนึ่งในสิบของขนาดอนุภาคในทางกลับกัน นาโนฟิลเตรชั่นใช้เมมเบรนที่มีรูพรุนระดับนาโน
