در میان فیلترهای ممبران کدام یک بهترین است؟

فیلترهای ممبران به طور گسترده‌ای در صنایع و آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شوند. ممبران‌ها دارای رتبه بندی‌های خاصی برای اندازه منافذ خود هستند. آن‌ها همچنین به عنوان فیلترهای ریز متخلخل نیز شناخته می‌شوند و میکروارگانیسم‌ها یا ذرات بزرگتر از اندازه منافذ خود را از طریق فرآیند جذب سطح، نگه می‍دارند.

در بازار ممبران‌ها تقریبا تنوع بالایی وجود دارد. انواع شرکت‌های تولیدکننده در تلاش هستند تا فیلترهای ممبران متناسب با نیازهای متفاوت مشتریان تولید کنند. برای آنکه بدانید دقیقا کدام نوع فیلتر ممبران برای شما مناسب‌تر است چاره‌ای جز آشنایی با انواع پرکاربرد آن‌ها و ویژگی هرکدام نخواهید داشت. درک این ویژگی‌ها می‌تواند کارایی فیلتر را به حداکثر برساند.

فیلتراسیون به کمک فیلترهای ممبران

پیش از ورود به بخش معرفی انواع فیلترهای ممبران، ابتدا باید بدانید که فیلتراسیون ممبران دقیقا چیست؟
فیلتراسیون به روش ممبران راهکاری برای جداسازی ذرات از جریان مایع یا گاز به کمک غشای نیمه تراوا است. منافذ غشاء به عنوان یک مانع تنها به برخی از مولکول‌ها اجازه عبور می‌دهد و باقی مواد را در خود سطوح خود نگه می‌دارد. این منافذ کوچکتر از میکروارگانیسم‌ها هستند. از این رو ذراتی را که بزرگتر از منافذ هستند به دام می‌اندازد. فیلترای ممبران در بسیاری از صنایع از جمله صنایع غذایی، نساجی و .. کاربرد داشته و در علوم آزمایشگاهی و پزشکی نیز به طور گسترده‌ای برای استریل کردن مایعات استفاده می‌شود.

اندازه منافذ فیلترهای ممبران

پذیرفته شده‌ترین فیلتر غشایی دارای اندازه منافذ 0.22μm و 0.45μm است. اگر ذرات مورد نظر بزرگتر از آلاینده باشند، می‌توانیم با کاهش اندازه منافذ، ذرات یا محصول مورد نظر را روی فیلتر غشایی به دام بیاندازیم. اتصال فیلترهای با اندازه منافذ یکنواخت به صورت موازی، تا حد بالایی بهره وری را افزایش می‌دهد.

معرفی انواع فیلترهای ممبران

ممبران استرسلولزی مخلوط

ماده تشکیل دهنده این نوع ممبران استات و نیترات سلولز است. این ممبران دارای تخلخل بالا و مدت زمان خیس شدن پایین است. ممبران استرسلولزی مخلوط اغلب در موارد آزمایشگاهی مانند آنالیز میزان آلودگی، استریل سازی مایعات مختلف بیولوژیکی یا پایش هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فیلتر ممبران استات سلولز

دی استات و تری استات سلوز نیز می‌توانند یکی از انواع شناخته شده ممبران موجود در بازار را ایجاد کنند. مقاومت بالا و قابلیت استریل سازی از جمله ویژگی‌های این فیلتر ممبران به شمار می‌رود. این ممبران نیز در موارد آزمایشگاهی مانند سیتولوژی تشخیصی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ممبران استات سلولز پوشش داده شده

ممبران استات سلولز پوشش داده شده، استات سلولز را روی تکیه گاهی از پلی استر قرار دارد. این ممبران غالبا در نقش پیش فیلتر یا شفاف کننده هستند.

ممبران آبدوست PTFE هیدروفیل

ممبران‌های آبدوست دارای مقاومت شیمیایی و نرخ جریان بالایی هستند. همچنین دارای حداکثر pH بوده و در زمان رطوبت شفافند. این نوع فیلترهای ممبران برای حلال های آلی مناسب اند.

فیلتر ممبران هیدروفوبیل PTFE آبگریز

د رمقابل فیترهای ممبران آبدوست، ممبران‌های با تخلخل بالا و نازک آبگریز وجود دارند که مقابل اسیدها و بازهای قوی بی اثر باقی می‌مانند. به همین دلیل برای شفاف کردن حلال‌هایی که با دیگر انواع ممبران سازگاری ندارند، از ممبران آبگریز استفاده می‌شود. این نوع ممبران برای استریل کردن و تهویه گازها نیز ایده آل هستند.

فیلتر ممبران نایلون

ممبران نایلونی از جمله قو‌ی‌ترین ممبران‌ها به شما می‌روند.  ممبران نایلونی در برابر حرارت مقاوم است و با محلول‌ها و حلال‌های الکلی سازگاری بالایی دارد. گاز زدایی در خلا و همچنین استریل کردن حلال‌های آلی از جمله کاربردهای این نوع ممبران است.

ممبران پلی کربنات

مممبران پلی‌کربنات از منافذ استوانه‌ای یکنواخت تشکیل شده و پایداری حرارتی مناسبی دارند. تشخیص ذرات در مایعات خورنده شیمیایی از جمله کاربردهای ممبران پلی کربنات است.

میکروفیلتراسیون

فرآیند تصفیه به کمک فیلترهای میکرو قبل از اولترافیلتراسیون انجام می‌شود. ممبران میکروفیلتراسیون ذرات 0.1تا10 میکرومتر را فیلتر می‌کند. از این رو برای فیلترکرد رسوبات مختلف، باکتری‌های نسبتا بزرگ و جبلک‌ها ایده آل هستند.

میکروفیلتراسیون همچنین در صنایع غذایی و دارو برای استریل کردن سرد نوشیدنی‌ها و داروها استفاده می‌شود وباکتری‌ها و سایر سوسپانسیون های نامطلوب را از مایعاتی مانند آبمیو و به ویژه آبجو حذف می‌کند. در صنایع لبنی از آن برای حذف باکتری‌ها و هاگ‌های مربوط به شیر نیز استفاده می‌شود.

اولترافیلتراسیون

اندازه منافذ یک فیلترممبران اولترافیلتراسیون از 0.1 میکرومتر تا 0.01 میکرومتر متغیر است.
این ممبران برای از بین بردن پروتئین‌ها، اندوتوکسین‌ها، ویروس‌ها و سیلیس طراحی شده است و ذراتی که وزن مولکولی نسبتا بلایی دارند را حذف می‌کند. UF برای تولید آب آشامیدنی استفاده می‌شود. همچنین در صنایع لبنی به تولید غلظت پروتئین و نیز حذف باکتری‌ها از شیر کمک می‌کند. اولترافیلتراسیون در تصفیه خانه های فاضلاب و آزمایشگاه‌های پزشکی برای دیالیز نیز کاربرد دارد.

نانو فیلتراسیون

ممبران‌های نانوفیلتراسیون دارای منافذی با ابعاد متغییر 0.001 میکرومتر تا 0.01 میکرومتر هستند که آن‌ها را برای جداسازی یون‌های چند ظرفیتی، رنگ های مصنوعی، قندها و نمک های خاص ایده آل می‌کنند.
در طول تولید، ابعاد منافذ را می‌توان با pH، دما و زمان کنترل کرد.
در صنایع  نفت، برای حذف اجزای قطران در خوراک و برای تصفیه میعانات گازی، و در صنایع پزشکی برای استخراج آمینو اسیدها و لیپیدها از خون و سایر کشت سلولی از نانو فیلتراسیون استفاده می‌شود.

اسمز معکوس (RO)

اندازه منافذ یک فیلتر ممبران اسمز معکوس از 0.0001 میکرومتر تا 0.001 میکرومتر متغیر است. دارای بهترین غشای جداسازی است. می‌تواند تمام مولکول‌ها را به جز آب جذب کند. به همین دلیل فیتر اسمز معکوس در خانه‌ها در سیستم‌های تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌شود. همچنین نیروگاه‌ها نیز برای حذف مواد معدنی آب مورد نیاز خود از ممبران اسمز معکوس استفاده می‌کنند. ممبران اسمز معکوس در تولید آب دیونیزه نیز قابل استفاده است.

منابع:

www.cytivalifesciences.com

www.nextdayscience.com

microbiologynote.com

سوالات متداول

فیلتر ممبران چه چیزی را حذف می‌کند؟

بسته به متریال مورد استفاده در تولید ممبران و همچنین تعداد و ابعاد منافذ غشا، فیلتر ممبران میتواند آلاینده‌ها ملکول‌ها و ذرات مختلفی را از گازها یا مایعات حذف کند.

فیلترهای ممبران فقط برای تصفیه آب استفاده می‌شوند؟

فیلترهای مبران دارای انواع مختلفی بود و برای تصفیه مایعات و گازهای مختلف کاربرد دارند.

انواع پرکاربرد فیلتر ممبران کدامند؟
میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس می‌باشد