Ultrafiltrasyon (UF), basınç veya moleküler difüzyon gibi kuvvetlerin yarı geçirgen bir membrandan ayrılmaya neden olduğu çeşitli membran teknolojisi kullanan filtrasyondur. Askıda kalan katı maddeler ve yüksek moleküler ağırlıklı solvatlar, retentatta tutulurken, su ve düşük moleküler ağırlıklı solvatlar, permattaki (süzüntü) zardan geçer. Bu ayırma işlemi endüstride ve araştırmada, makro proteinlerin (103 - 106 Da) çözeltilerinin, özellikle protein çözeltilerinin saflaştırılması ve konsantre hale getirilmesi için kullanılır.
Ultrafiltrasyon, temel olarak nanofiltrasyon ve mikrofiltrasyondan farklı değildir. Bunların her ikisi de boyut dışlama veya parçacık yakalamaya dayanarak ayrıdır. Temel olarak, farklı emilim miktarlarına ve farklı difüzyon hızlarına bağlı olarak ayrılan zar gazı ayrılmasından farklıdır. Ultrafiltrasyon membranları, kullanılan zarın moleküler ağırlık kesilmesiyle (MWCO) tanımlanır. Ultrafiltrasyon, çapraz akış veya çıkmaz modunda uygulanır.
Uygulamalar
Kimya endüstrisi ve farmasötik üretim, yiyecek ve içecek işleme ve atık su arıtma gibi endüstriler, akışı geri dönüştürmek veya sonraki ürünlere değer katmak için ultrafiltrasyon kullanır. Kan diyalizinde ayrıca ultrafiltrasyon kullanılır.
Ultrafiltrasyon, içme suyunu üretmek için parçacıkların ve makromoleküllerin ham sudan uzaklaştırılması için kullanılabilir. Su arıtma tesislerinde veya artan popülasyonlu izole edilmiş bölgelerde bağımsız sistemler olarak kullanılan mevcut ikincil (pıhtılaşma, flokülasyon, çökeltme) ve üçüncül filtrasyonun (kum filtrasyonu ve klorlama) sistemlerini değiştirmek için kullanılmıştır. Yüksek süspansiyona sahip katı maddeler ile su arıtırken, UF genellikle primer (tarama, flotasyon, filtrasyon) ve ön işlem aşamaları olarak bazı ikincil işlemlerden yararlanarak işleme entegre edilir. UF süreçleri şu anda aşağıdaki nedenlerden dolayı geleneksel tedavi yöntemlerine göre tercih edilmektedir:
- Kimyasal gerektirmez (temizlikten ayrı olarak)
- Yem kalitesinden bağımsız olarak sabit ürün kalitesi olur
- Kompakt tesis büyüklüğü
- Düzenleyici su kalitesi standartlarını aşma kabiliyeti,% 90-100 patojen giderimi elde etme kapasitesi
UF işlemleri şu anda membran tıkanması ve değişimi nedeniyle oluşan yüksek maliyetlerle sınırlıdır. Membran birimlerine aşırı zarar gelmesini önlemek için ilave besleme suyun ön arıtımı gerekir.
Birçok durumda UF, RO membranlarını korumak için ters osmoz (RO) tesislerinde ön filtreleme için kullanılır. Bu işlemlerde de kullanılır:
- Atık kağıt öğütücünün kağıt hamurundan öğütülmesi
- Peynir üretimi, ultrafiltre süt
- Bazı bakterilerin sütten uzaklaştırılması
- Proses ve atık su arıtma
- Enzim kurtarma
- Meyve suyu konsantrasyonu ve arıtılması
- Diyaliz ve diğer kan tedavileri
- Proteinlerin tuzdan arındırılması ve çözücü değişimi (diafiltrasyon yoluyla)
- Laboratuvar dereceli imalat
- Kemik kollajeninin radyokarbon buluşması