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O que são Membranas de filtração?

Filtração, o processo no qual partículas sólidas em um fluido líquido ou gasoso são removidas pelo uso de um meio filtrante que permite a passagem do fluido, mas retém as partículas sólidas. Tanto o fluido clarificado quanto as partículas sólidas removidas do fluido podem ser o produto desejado. Em alguns processos utilizados na produção de produtos químicos, tanto o filtrado do fluido quanto o resíduo de filtro sólido são recuperados.

A arte da filtração era conhecida pelos primeiros humanos, que obtinham água limpa de um rio lamacento cavando um buraco na areia na margem do rio até uma profundidade abaixo do nível da água do rio. A água limpa filtrada pela areia escorria pelo buraco. O mesmo processo em maior escala e com refinamentos é comumente usado para purificar a água das cidades.

Partindo do princípio básico, a filtração trata-se de uma técnica empregada para separar o sólido de liquido ou fluido em suspensão. Na mesma, ocorre a passagem do líquido ou fluido através de um meio permeável, retendo as partículas sólidas. Dentre os tipos existentes, hoje nosso post abordará a filtração por membrana  ou membrana de filtração e de que maneira alguns materiais destas membranas, existentes no mercado, podem influenciar o processo de filtração.

A filtração por membrana utiliza pressão para forçar a água ou qualquer outro tipo de fluido transportador através de uma membrana porosa ou semipermeável. Esse processo separa o material particulado que está suspenso dos componentes solúveis e fluidos.

Os filtros de membrana também são conhecidos como membranas de filtração, são filmes microporosos que possuem classificações específicas para seus tamanhos de poros. Estes também são conhecidos como filtros microporosos, e mantêm os microrganismos ou partículas maiores que o tamanho de seus poros através do processo de captura de superfície. Por outro lado, quaisquer partículas menores que o tamanho dos poros do filtro de membrana são normalmente mantidas por outros tipos de mecanismos.

Neste artigo, vamos explorar tudo o que você precisa saber sobre essa tecnologia revolucionária – desde como ela funciona até seus prós e contras. Então, prepare-se para mergulhar no mundo fascinante das membranas de filtração !

Se você já se perguntou como é possível purificar a água e separar substâncias em diferentes níveis de pureza, então precisa conhecer as membranas de filtração! Essas tecnologias inovadoras são responsáveis por transformar o tratamento de líquidos e gases em um processo eficiente e altamente preciso. Quer saber mais sobre essa técnica? Então continue lendo este post explicativo que preparamos para você aprender tudo sobre as membranas de filtração!

Qual a função da membrana de filtração

O filtro de membrana  ou membrana de filtração é o filtro molecular ou biológico , composto por ésteres de celulose biologicamente inertes . Possui um tamanho de poro uniforme ou pré-determinado, que aprisiona os diferentes tipos de microrganismos cujo tamanho varia de 0,01-0,10 µm. Os filtros de membrana são amplamente utilizados em laboratórios para os métodos de isolamento e separação.

As membranas de filtração para laboratório, também conhecidas como membranas de disco cortado, são utilizadas em conjunto com suportes de filtro e outros equipamentos em diversas aplicações, incluindo pré-filtração, filtragem de solventes, clarificação de amostras, filtração esterilizante, monitoramento de ar, coleta e a

As membranas de filtração são um tipo especial de material filtrante que é usado para separar misturas em componentes mais purificados. A maioria das membranas de filtração são feitas a partir de plástico, mas outros materiais também podem ser usados. A principal vantagem das membranas de filtração sobre outros tipos de filtro é que elas podem ser usadas para separar misturas em níveis muito finos, permitindo que os componentes sejam purificados para um grau muito alto.

As membranas de filtração são usadas em uma variedade de aplicações, desde a purificação da água até o processamento industrial. O tamanho dos poros nas membranas é controlado para filtrar os componentes desejados, enquanto os outros são descartados. Alguns tipos comuns de membranas incluem ultrafiltração, microfiltração, nanofiltração e osmose reversa.nálise de partículas e outras aplicações biológicas e ambientais

A membrana de filtração têm uma porosidade uniforme conhecida de tamanho predeterminado (geralmente 0,45 µm) suficientemente pequena para prender microorganismos. Usando a técnica de filtro de membrana, a amostra é passada através da membrana usando um funil de filtro e sistema de vácuo. Quaisquer organismos na amostra estão concentrados na superfície da membrana.

A membrana de filtração, com suas bactérias aprisionadas, é então colocada em uma placa especial contendo uma almofada saturada com o meio apropriado. A passagem de nutrientes pelo filtro durante a incubação facilita o crescimento de organismos em forma de colônias, na superfície superior da membrana. Colônias discretas assim formadas podem ser facilmente transferidas para meios de confirmação.

Como funciona a Membrana de Filtração?

A membranas de filtração é um elemento crucial em muitos processos industriais, pois permite a separação de substâncias indesejadas e purificação de fluidos líquidos ou gasosos. A forma como ela funciona depende do tipo de membrana utilizada.

As membranas podem ser classificadas em diferentes categorias. Cada uma dessas categorias tem por finalidade reter moléculas e partículas específicas presentes no fluido a ser filtrado.

A microfiltração se concentra na exclusão das partículas maiores que 0,1 µm enquanto a ultrafiltração remove as partículas menores que 0,01 µm. Já na osmose reversa são eliminados íons inorgânicos da água através do uso de pressão para forçar o líquido atravessar uma membrana semipermeável.

O processo geralmente envolve duas fases: alimentação da solução para o lado sujo da membrana onde ocorre a separação dos componentes e coleta dos permeados no outro lado limpo da mesma após passarem pela camada filtrante.

Em resumo, cada tipo de membranas de filtração  possui um mecanismo próprio que possibilita sua aplicação nas mais diversas áreas. O importante é entender qual delas atende melhor às necessidades específicas do processo produtivo desejado antes mesmo da tomada decisão pelo investimento

Os diferentes tipos de membranas de filtração

As membranas de filtração são essenciais para diversos processos industriais e são classificadas de acordo com o seu material e a forma como são fabricadas. A principal diferença entre os tipos de membranas é a sua capacidade de retenção de partículas, que vai influenciar diretamente no resultado final do processo.

As membranas de filtração  podem ser feitas de diversos materiais, como polímeros naturais ou sintéticos, cerâmicas ou metais. A escolha do material vai depender da aplicação pretendida e do tamanho das partículas que precisam ser retidas. Por exemplo, as membranas de polipropileno são ideais para a remoção de bactérias, enquanto as cerâmicas são utilizadas para retenção de íons metálicos.

As membranas de filtração  podem ser divididas em três grandes categorias: microfiltração, ultrafiltração e nanofiltração. Cada uma delas apresenta características específicas que as tornam mais adequadas para aplicações distintas.

Microfiltração: Estas membranas têm uma parede mais fina e são formadas por fibras de polímeros ou cerâmicas. Elas são capazes de reter partículas de tamanho superior a 0,1 micrômetro, sendo usadas em processos que exigem filtração mecânica, como a purificação da água.

Ultrafiltração: Esta é a membrana mais fina e possui poros com diâmetro inferior a 0,001 micrômetros. Ela é usada para separar proteínas e outras moléculas pequenas de líquidos através da força osmótica.

Nanofiltração: Estas membranas possuem poros extremamente pequenos, que podem ser menores que um nanômetro (0,1 nanômetros). Elas são usadas para separar líquidos de diferentes densidades e concentrações, como óleos e água.

Como é a Técnica de Filtração por membrana?

A técnica de filtro de membrana é uma técnica eficaz e aceita para testar amostras de fluido para contaminação microbiológica. Envolve menos preparação do que muitos métodos tradicionais e é um dos poucos métodos que permitirão o isolamento e a enumeração de microrganismos. Os filtros de membrana são usados ​​extensivamente no laboratório e na indústria para esterilizar materiais fluidos.

A técnica de filtro de membrana (MF) foi introduzida no final da década de 1950 como uma alternativa ao procedimento do número mais provável (MPN) para análise microbiológica de amostras de água. A técnica MF oferece a vantagem de isolar colônias discretas de bactérias, enquanto o procedimento MPN indica apenas a presença ou ausência de um número aproximado de organismos (indicado pela turbidez em tubos de ensaio).

Este método de filtração por membrana foi aceito pela EPA dos EUA para testes microbiológicos de água potável na 11ª edição de Métodos Padrão para o Exame de Água e Águas Residuais. Na publicação de 1978, Microbiological Methods for Monitoring the Environment, a US EPA declarou que a técnica MF é preferida para testes de água porque permite a análise de amostras maiores em menos tempo.

Vantagens da técnica de filtro de membrana:

  • Permite o teste de grandes volumes de amostra.
  • Reduz o tempo de preparação em comparação com muitos métodos tradicionais.
  • Permite o isolamento e enumeração de colônias discretas de bactérias.
  • Fornece informações de presença ou ausência em 24 horas
  • Técnica eficaz e aceitável. Usado para monitorar a água potável em laboratórios governamentais. Útil para monitoramento bacteriano nas indústrias farmacêutica, cosmética, eletrônica e de alimentos e bebidas.

  • Permite a remoção de agentes bacteriostáticos ou cidas que não seriam removidos nas técnicas Pour Plate, Spread Plate ou MPN.

Filtro de membrana como barreira física

Então, o que é filtração por membrana? Em seus termos mais básicos, a filtração por membrana envolve a passagem de uma única corrente de alimentação através de um sistema de membrana que a separa em duas correntes individuais, conhecidas como permeado e retentado. A membrana de filtração  que os separa é uma barreira física com características altamente especializadas – uma barreira pela qual apenas determinados componentes selecionados no fluxo de alimentação podem passar.

Os poros desse material de membrana são tão pequenos que são medidos em Angstrom (10-10 m), e a pressão é necessária para forçar o líquido através deles. De fato, os poros nas membranas usadas para nanofiltração e osmose reversa são tão pequenos que não podem ser vistos mesmo com um microscópio eletrônico de varredura.

Abordando outro aspecto, na filtração por membrana, uma barreira física – sob a forma de membrana porosa ou filtro – é utilizada para ocasionar a separação das partículas em um fluido. As membranas para filtração, de acordo com cada modelo, apresentam poros com diferentes diâmetros, o que permite a separação das partículas com base no seu tamanho e forma. De uma maneira geral, os métodos existentes de filtração por membrana, como por exemplo a nanofiltração, ultrafiltração e microfiltração, possuem como objetivo a separação ou concentração de substâncias em um líquido.

Considerada simples e eficaz, esse tipo de filtração é amplamente utilizada na indústria de alimentos e bebidas que já a considera como uma moderna tecnologia nos processos de clarificação, concentração, dessalinização e purificação de diversas bebidas. Outro caso de sucesso é na produção de queijos, onde a microfiltração elimina os microorganismos indesejáveis presentes no leite utilizado na produção de queijo fresco.

Como escolher uma membrana de filtração?

As membranas de filtração são usadas em vários processos industriais, e escolher a membrana certa para o seu projeto pode fazer a diferença entre o sucesso e o fracasso. Aqui estão algumas dicas para ajudá-lo a escolher a membrana de filtração certa para o seu projeto:

1. Identifique o objetivo do seu processo de filtragem.
2. Determine as especificações da membrana que atenderão às suas necessidades.
3. Avalie as propriedades das membranas disponíveis no mercado.
4. Teste as membranas para garantir que elas atendam às suas especificações.5. Compare preços e prazo de entrega das membranas consideradas.
6. Selecione a membrana de filtração  que melhor se adequar às suas necessidades.

Abaixo citaremos alguns materiais de membrana de filtração e suas respectivas características:

Membranas de Nitrato de Celulose: são as membranas mais utilizadas em laboratório e filtração analítica. Essas membranas oferecem propriedades umectantes excepcionais e as taxas de fluxo mais rápidas com soluções aquosas.

Membranas de Acetato de Celulose: Elas são uma mistura de diacetato e triacetato de celulose. Esta mistura proporciona uma membrana forte nas direções lateral e longitudinal. Estas membranas possuem baixa carga estática, extrabilidade aquosa muito baixa, e boa resistência de solventes a alcoóis de baixo peso molecular.

Membranas de Éster de Celulose Mista: Possuem superfície mais uniforme e suave, se comparadas às membranas de nitrocelulose pura. Esta membrana é comumente utilizada para contar ou analisar partículas em líquidos ou capturadas em aerossóis.

Membranas de Nylon: São membranas fortes, naturalmente hidrofílicas, e compatíveis com alcoóis e solventes utilizados em procedimentos de HPLC, além de uma ampla variedade de soluções aquosas.

Membranas de PTFE: Altamente porosas, fortes e inertes à maioria de solventes quimicamente agressivos, ácidos fortes, e bases.

É importante ressaltar que a membrana de filtração utilizada irá reter todas as partículas com tamanho igual ou superior ao seu poro e quando o usuário realizar a seleção do material da membrana, ele deve ter em mente a compatibilidade química do liquido ou gás na qual irá filtrar e também considerar as propriedades de resistência química de todas as partes na qual estará em contato com o filtrado.

Abaixo você encontrará um esquema na qual atuará como guia na seleção das membranas de acordo com a compatibilidade química.

Vantagens da filtração por membrana

Existem muitas vantagens significativas da filtração por membrana de filtração quando usada em aplicações em escala industrial onde confiabilidade, consistência e custos operacionais são considerações cruciais.

Conjunto de Filtração por Membrana

Para realizar a filtração por membrana, existe uma unidade de filtração popularmente conhecida como “conjunto de filtração por membrana”. Composto por funil, anel trava, disco de carbono, base inox, rolha de borracha, frasco filtro e bomba de vácuo. Vamos discutir o funcionamento do conjunto de filtração por membrana.

Em primeiro lugar, precisamos colocar um filtro de membrana sobre o disco de carbono . Em seguida, deve-se passar a amostra de água por um funil de inox ( na parte superior). Um anel de travamento ou grampo abaixo do funil controla o fluxo da amostra de água de teste. A base inoxidável contém o disco de carbono e o filtro de membrana.

Na base, uma rolha de borracha controla o fluxo de água para o frasco do filtro. Em uma extremidade do frasco do filtro, há um conector que conecta o motor de vácuo com a unidade de filtração. Um vácuo fornece uma pressão negativa, que permite a sucção do filtrado através do filtro de membrana.

conclusão

As membranas de filtração são usadas em vários processos industriais para separar substâncias. São amplamente utilizadas na indústria de água e esgoto, bem como na produção de alimentos e bebidas.

A filtração é um processo físico que remove partículas suspensas de um líquido ou gasoso, usando uma membrana com poros minúsculos. A membrana retém as partículas suspensas e deixa o líquido ou gás limpo passar.

As membranas de filtração  podem ser compostas por polímeros naturais ou sintéticos, e os poros da membrana podem ter diferentes tamanhos. As membranas mais finas são capazes de remover partículas mais pequenas, enquanto as mais grossas são usadas para remover partículas maiores.

O tamanho dos poros da membrana de filtração  determina quais partículas serão retidas e quais serão permitidas passar. Partículas maiores do que os poros da membrana serão retidas, enquanto partículas menores serão permitidas passar. Solicite seu orçamento em membrana de filtração.

Qualquer dúvida técnica sobre os equipamentos contidos no portfólio SPLABOR e cotações, entre em contato com o Departamento de Vendas ([email protected]) que encontra-se à disposição.

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