Мембранни технологии
Мембранни процеси
Филтрацията на груби частици с размер до няколко микрона може да бъде извършена чрез т.нар. обикновена филтрация. Частиците, задържани от филтъра при нормалната филтрация, с течение на времето се натрупват като слой от утайка, което предизвиква увеличаване на съпротивлението на филтрацията. Това изисква периодично почистване или подмяна на филтрите.
При филтрация с кръстосващи се потоци основната фаза от обработвания разтвор вследствие на приложеното налягане се движи успоредно на повърхността на мембраната като по този начин оттмива натрупаните (задържани) частици, което поддържа слоя с утайката сравнително тънък и съпротивлението на филтрацията ниско. Това позволява да се поддържат сравнително високи стойности на флукса за дълъг период от време. Филтрацията с кръстосващи се потоци се използва за разделяне на частици с размер от около 10 микрона до разтворени молекули с размер няколко ангстрьома.
Микрофилтрация
Микрофилтрацията е най-грубият от всички типове филтрации. Нейното предназначение е да разделя малки частици, суспендирани в течности. Мембраните за микрофилтрация се класифицират според диаметъра на задържащите отвори, което всъщност е диаметъра на най-малките частици, които се задържат в мембраните, обикновено в границите между 0,1 и 10 микрона. Микрофилтрацията изисква най-ниско работно налягане от всички, обикновено е в границите от 0,7 до 3,5 бара.
Ултрафилтрация
Ултрафилтрацията се използва за разделяне на големи макромолекули като протеин и скорбяла. Мембраните за ултрафилтрация се класифицират според молекулното тегло на задържаните частици, което се дефинира като молекулното тегло на най-малките молекули, 90 % от които са задържани от мембраната. Молекулното тегло на задържаните частици при ултрафилтрацията е в границите от 1000 до 500000. Ултрафилтрацията изисква малко по-голямо работно налягане в сравнение с микрофилтрацията, обикновено в границите от 1,5 до 15 бара.
Нанофилтрация
Мембраните за нанофилтрация задържат разтворени молекули с молекулно тегло от 100 до 1000. Мембраните за нанофилтрация се класифицират според молекулното тегло на задържаните частици, както мембраните за ултрафилтрация, или според процента пропускане на натриев хлорид, както мембраните за обратна осмоза. Нанофилтрацията се използва при работно налягане в границите от 7 до 35 бара.
Обратна осмоза
Обратната осмоза включва мембраните с най-малки отвори, които са в състояние да разделят дори и най-малките разтворени молекули. Мембраните за обратна осмоза се класифицират според процента на пропускане на натриев хлорид във воден разтвор при специфични условия и е в границите от 99,95 до 95 процента. За да се преодолее високото осмотично налягане на разтворите от малки молекули, е необходимо да се приложи високо работно налягане в границите от 15 до 100 бара.
