¿Cuáles son los diferentes principios de las diferentes tecnologías de separación por membranas?

Las tecnologías de separación de membranas comúnmente utilizadas en procesos bioquímicos incluyen microfiltración (MF), ultrafiltración (UF), ósmosis inversa (RO), nanofiltración (NF), electrodiálisis (ED) y membrana líquida (LM) et al. .

Microfiltración

La microfiltración es una filtración por membrana que utiliza una membrana porosa como medio de filtración y se basa en el principio de cribado. Bajo la acción de la presión como fuerza impulsora, los disolventes, el agua, las sales y las sustancias macromoleculares pueden atravesar la membrana, mientras que las sustancias con diámetros de partículas mayores que los poros de la membrana, como las partículas finas y las supermacromoléculas, se retienen para lograr el propósito de la separación. La microfiltración es actualmente la tecnología más utilizada y con mayor valor económico entre las tecnologías de separación por membranas, y se utiliza principalmente en la industria farmacéutica en la industria bioquímica.

Ultrafiltración

La ultrafiltración se basa en el principio de tamizado y utiliza una cierta diferencia de presión como fuerza motriz para separar el disolvente de la solución. En comparación con el proceso de microfiltración, el proceso de ultrafiltración se ve muy afectado por las propiedades químicas de los poros de la superficie de la membrana. Bajo una cierta diferencia de presión, los disolventes o sustancias de pequeño peso molecular pueden pasar a través de los poros de la membrana, mientras que las sustancias macromoleculares y las partículas finas se retienen. para lograr el propósito de la separación. Las membranas de ultrafiltración suelen ser membranas asimétricas, y el tamaño del poro de la membrana y las propiedades de la superficie de la membrana desempeñan diferentes funciones de interceptación. La ultrafiltración se utiliza principalmente para la purificación de soluciones concentradas de macromoléculas. Es la más utilizada en procesos bioquímicos.

Ósmosis inversa

El proceso de ósmosis inversa es principalmente un proceso de separación de membranas basado en el principio de disolución y difusión de la solución, con la diferencia de presión como fuerza impulsora. Es exactamente lo contrario del proceso natural de penetración. Tanto la ósmosis como la ósmosis inversa se logran a través de membranas semipermeables. En el lado de la solución concentrada, cuando la presión aplicada es mayor que la presión osmótica natural, el solvente en la solución se verá obligado a pasar de manera inversa a través de la capa de membrana y fluir hacia el lado de la solución diluida, logrando así el propósito de separación y purificación. El proceso de ósmosis inversa se utiliza principalmente para la concentración de componentes de bajo peso molecular, como la concentración de aminoácidos (glicina HGB

3075-79), la concentración de etanol (GB 679-65), etc. El tamaño de la presión osmótica no tiene nada que ver con el tipo de membrana, sino con las propiedades de la solución.

Nanofiltración

La nanofiltración es también un proceso de separación de membranas basado en los principios de adsorción y difusión, con la diferencia de presión como fuerza impulsora. Además de su propio principio de funcionamiento, también tiene los principios de funcionamiento de ósmosis inversa y ultrafiltración. La nanofiltración, también conocida como ósmosis inversa de baja presión, es una nueva tecnología de separación por membrana. Este proceso de membrana amplía la aplicación de la separación por membrana en fase líquida. El rendimiento de la separación se sitúa entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa. Su límite de peso molecular es de aproximadamente 200 a 2000. Las nanomembranas son membranas compuestas que permiten que algunas sales inorgánicas y ciertos disolventes pasen a través de la membrana. La presión requerida para el proceso de nanofiltración es mucho menor que la de la ósmosis inversa, lo que tiene la ventaja de ahorrar energía. Puede cortar la parte del soluto que puede pasar fácilmente a través de la membrana de ultrafiltración y, al mismo tiempo, también puede cortar el soluto que puede ser cortado por la membrana de ósmosis inversa. Su función única no puede ser reemplazada por la inversa. ósmosis y ultrafiltración. Las membranas de nanofiltración tienen buena estabilidad térmica, estabilidad del pH y estabilidad a los disolventes orgánicos, por lo que ahora se utilizan ampliamente en diversos campos industriales, especialmente en los procesos de separación y purificación de las industrias farmacéutica y bioquímica. La membrana de nanofiltración es la tecnología de separación de membranas más avanzada en la actualidad. No existe una línea divisoria obvia entre las cuatro tecnologías de separación: microfiltración, ultrafiltración, ósmosis inversa y nanofiltración. Todas utilizan la presión como fuerza impulsora, y los diámetros de los solutos que se cortan se superponen entre sí dentro de ciertos rangos.

Electrodiálisis

La electrodiálisis utiliza la diferencia de potencial como fuerza impulsora y utiliza la permeabilidad selectiva de la membrana de intercambio iónico bajo la acción de la corriente continua para separar el electrolito de la solución, logrando así el propósito de diluir, refinar o purificar soluciones.

Película líquida

Una película líquida es una capa de partículas de emulsión suspendidas en un líquido, formando una película en fase líquida. Basada en los principios de disolución y difusión, esta membrana en fase líquida puede separar dos soluciones mutuamente miscibles con diferentes composiciones y lograr efectos de separación y purificación mediante el fenómeno de ósmosis. Supera las características de baja selectividad y permeabilidad de las membranas sólidas. . Las películas líquidas generalmente están compuestas de disolventes, tensioactivos y aditivos.