Mikä on mikrosuodatus?

Mikrosuodatus on eräänlainen suodatus, joka käyttää erityisiä kalvoja, joissa on mikroskooppisia huokosia, joiden koko vaihtelee 3.9 miljoonasosasta tuumaa (noin 1 mikrometriä) – 390 miljoonasosaan tuumaa (noin 10 mikrometriä). Huokosten koko antaa mikrosuodatukselle nimen. Sitä käytetään poistamaan liuoksesta kaikki hiukkaset, jotka ovat yli 39 miljoonasosa tuumaa (noin 1 mikrometriä).

Lämpösterilointi ei yleensä ole toivottavaa käytettäessä kaikkien nesteiden kanssa. Jotkut juomat, kuten mehu, viini ja olut, menettävät maun kuumentuessaan; samoin jotkut lääkkeet menettävät tehonsa kuumennettaessa. Yksi mikrosuodatuksen tärkeimmistä käyttötarkoituksista on kylmästerilointi. Bakteerit ovat kooltaan suurempia kuin mikrometri, joten näitä mikrokalvoja käytetään bakteerien poistamiseen nesteistä ilman lämpöä.

Mikrosuodatusta käytetään myös jäteveden käsittelyyn, jotta vesi voidaan palauttaa turvallisesti ympäristöön. Sitä käytetään öljyn ja veden erottamiseen, ja sitä voidaan käyttää rasvan erottamiseen elintarvikkeista jättäen veden ja proteiinin taakse. Sitä voidaan myös käyttää veden esikäsittelyyn muissa prosesseissa, kuten käänteisosmoosissa.

Yleensä kaikki suodatukset toimivat osittain diffuusioprosessin avulla. Jokaisella liuoksen molekyylillä on jonkin verran kineettistä energiaa ja se liikkuu ympäri, pomppien pois muista molekyyleistä ja säiliön seinistä. Ne suodattimeen osuneet molekyylit virtaavat sen läpi ja suodatetaan sen läpi.

Mikrosuodatusjärjestelmä koostuu yleensä puhtaasta nesteestä ja mikrosuodattimella erotetusta liuoksesta. Liuoksen puolelle kohdistetaan alhainen paine, joka pakottaa sen mikrosuodattimen läpi nopeammin kuin diffuusio yksin sallii. Suodatin poistaa kaikki suuret hiukkaset ja toisella puolella oleva neste puhdistetaan kaikesta, joka on suodattimen huokosia suurempia.

Mikrosuodatuksessa on yleinen muunnelma, jota kutsutaan ristivirtaussuodatukseksi (CFMF). Tässä versiossa neste pumpataan tangentiaalisesti mikrosuodattimen pinnan poikki. Puhdistettu neste putoaa suodattimen läpi ja kerääntyy sen alle. Ristivirtaussuodatuksen etuna on se, että se mahdollistaa nykyisten jätehuoltojärjestelmien lisätä tuloaan lisäämättä uusia digestoreita nesteiden pumppaamiseen mikrosuodattimien läpi. CFMF: n avulla nesteiden täytyy vain virrata ylimääräisten suodattimien yli, mikä vähentää uusien laitteiden tarvetta.
Virtauksessa olevat kovat tai terävät hiukkaset voivat vahingoittaa mikrosuodattimia. Tästä syystä on yleensä tärkeää, että kaikki nesteet esisuodatetaan ennen mikrosuodatusta. Tämä mahdollistaa suurimpien, vaarallisimpien hiukkasten poistamisen ennen kuin ne voivat vahingoittaa herkkiä mikrosuodattimia.