• Ультрафильтрация (УФ) – концентрация крупных молекул и макромолекул

• Микрофильтрация (МФ) – удаление бактерий разделением макромолекул

О диапазоне применения процессов мембранного разделения дает представление рис. 6.4.1.

Во всех вышеназванных методах используется поперечная мембранная фильтрация потока, при которой загружаемый раствор пропускается сквозь мембрану под давлением.

Раствор проходит через мембрану, а твердая фракция (ретентат) задерживается, в то время как фильтрат (пермеат) удаляется. Мембраны классифицируются по предельному молекулярному весу пропускаемого вещества, то есть по молекулярному весу самой маленькой молекулы, которая не проникнет сквозь мембрану. Однако подбор мембраны осуществляется не только на основе этой ее характеристики.

Размер частиц, мкм 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10 100

Молекулярный вес, D 100 1 000 10 000 100 000 500 000

Характеристика частицы Ионная Молекулярная Макромолекулярная Клеточная + микрокорпускулярная

Ионы Сывороточные белки Жировые шарики Дрожжи, плесень

Соли Казеиновые мицеллы Бактерии

Лактоза/производные Витамины Агрегированные сывороточные белки, сырные частицы

ОО УФ Традиционная фильтрация

НФ МФ

Здесь следует отметить, что традиционная (общепринятая) фильтрация используется, как правило, для отделения взвешенных частиц крупнее 10 мкм, в то время как мембранная фильтрация отделяет частицы молекулярных размеров – меньше 10–4 мкм.

Назовем здесь некоторые из различий между двумя упомянутыми видами фильтрации.

• Применяемые фильтрующие средства:

Традиционные фильтры имеют большую толщину и открытую конструкцию. Материал – обычная бумага

Мембранные фильтры тонкие с возможностью контроля размером пор. Материал: полимеры или керамика, а также реже применяемый в настоящее время ацетат целлюлозы

• При традиционной фильтрации основным фактором, влияющим на отделение частиц, является сила тяжести. Давление применяется лишь с целью ускорения процесса. Поток разделяемой жидкости поступает перпендикулярно материалу фильтра. Фильтрацию можно проводить в открытых системах.