Perbedaan utama antara ultrafiltrasi mikrofiltrasi dan nanofiltrasi adalah ukuran pori-pori di membrannya. Mikrofiltrasi menggunakan membran dengan pori-pori ukuran mikro, sedangkan ultrafiltrasi menggunakan membran dengan ukuran pori mikro, tetapi ukuran pori dirancang sedemikian rupa sehingga pori-pori sekitar sepersepuluh dari ukuran partikel. Nanofiltrasi, di sisi lain, menggunakan membran dengan pori-pori skala nano.
Semua mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, dan nanofiltrasi adalah jenis teknik analisis filtrasi membran yang berguna dalam proses pemisahan. Metode ini terutama berguna sebagai langkah pemurnian dalam proses.
Apa itu Mikrofiltrasi?
Mikrofiltrasi adalah teknik analisis yang berguna untuk penyaringan. Cairan yang terkontaminasi dapat dilewatkan melalui membran yang memiliki pori-pori skala mikro untuk memisahkan mikroorganisme dan partikel tersuspensi dari cairan ini. Teknik analisis ini umumnya digunakan bersama dengan berbagai proses pemisahan lainnya, termasuk ultrafiltrasi dan reverse osmosis. Ini memberikan aliran produk yang tidak mengandung kontaminan yang tidak diinginkan.
Gambar 01: Sistem Mikrofiltrasi
Biasanya, mikrofiltrasi berfungsi sebagai metode pra-perawatan yang penting dalam teknik pemisahan seperti ultrafiltrasi. Selain itu, kita dapat menggunakannya sebagai langkah pasca perawatan untuk proses filtrasi media granular. Biasanya, ukuran pori untuk mikrofiltrasi berkisar antara 0,1 hingga 10 mikrometer. Membran yang digunakan untuk filtrasi ini dirancang khusus untuk mencegah lewatnya sedimen, alga, protozoa, dan bakteri besar. Selain itu, filter ini cenderung memungkinkan lewatnya bahan ionik seperti molekul air, spesies monovalen seperti ion natrium dan klorida, bahan organik alami yang terlarut dalam cairan, koloid kecil, dan virus.
Dalam metode proses mikrofiltrasi ini, kita perlu melewatkan cairan melalui membran dengan kecepatan tinggi (sekitar 1-3m/s). Di sini, kita dapat menggunakan tekanan rendah hingga sedang yang sejajar atau tangensial dengan membran semi-permeabel. Membran biasanya dalam bentuk lembaran atau bentuk tabular. Kita dapat menggunakan pompa untuk memungkinkan cairan melewati filter membran. Pompa ini dapat digerakkan dengan tekanan atau vakum.
Ada beberapa aplikasi mikrofiltrasi, termasuk pengolahan air untuk menghilangkan patogen seperti protozoa, menghilangkan kekeruhan, dll. sterilisasi, pemurnian minyak bumi, pengolahan susu, klarifikasi dan pemurnian kaldu sel, klarifikasi dekstrosa, dll.
Apa itu Ultrafiltrasi?
Ultrafiltrasi adalah teknik analisis di mana gaya seperti tekanan atau gradien konsentrasi digunakan untuk pemisahan melalui membran semi-permeabel. Dalam metode ini, padatan tersuspensi yang memiliki berat molekul tinggi tidak dapat melewati membran sedangkan air dan zat terlarut bermolekul rendah dapat melewatinya. Residu yang tidak dapat melewati membran disebut retentat, sedangkan bagian yang dapat melewati filter disebut permeat atau filtrat. Cara ini berguna untuk tahap pemurnian dan pemekatan.
Gambar 02: Teknik Cross-Flow
Pada dasarnya, ultrafiltrasi mirip dengan mikrofiltrasi karena kedua teknik ini melakukan pemisahan sesuai dengan pengecualian ukuran atau metode penangkapan partikel. Namun, pada dasarnya berbeda dari pemisahan gas membran karena yang terakhir melibatkan pemisahan menggunakan teknik penyerapan dan difusi.
Umumnya, ukuran pori membran yang digunakan dalam ultrafiltrasi harus sepersepuluh dari ukuran partikel yang akan dipisahkan. Oleh karena itu, membatasi masuknya partikel besar melalui membran. Namun, itu juga membatasi masuknya partikel kecil melalui pori-pori dan menyerapnya ke permukaan pori. Mereka dapat memblokir pintu masuk, jadi kita perlu penyesuaian sederhana dari kecepatan aliran silang untuk mengeluarkan partikel.
Apa itu Nanofiltrasi?
Nanofiltrasi adalah teknik analisis yang menggunakan filtrasi membran terutama untuk melunakkan dan mendisinfeksi air. Ini adalah jenis metode filtrasi membran menggunakan ukuran pori dalam skala nano. Ukuran pori berkisar antara 1-10nm. Ukuran pori ini lebih kecil dari ukuran pori pada mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi. Tetapi ukuran pori relatif lebih besar dari ukuran pori dalam osmosis terbalik.
Gambar 03: Nanofiltrasi untuk Desalinasi
Biasanya, membran yang dapat kita gunakan untuk preparasi membran yang digunakan dalam nanofiltrasi adalah film tipis polimer. Kita dapat menggunakan bahan seperti polietilena tereftalat atau logam seperti aluminium untuk membuat film membran jenis ini. Kita juga dapat mengontrol dimensi pori membran ini dengan mengontrol pH, suhu, dan waktu yang diperlukan untuk pengembangan pori.
Ada banyak kegunaan yang berbeda dari teknik nanofiltrasi, termasuk kimia halus dan farmasi, kimia minyak dan minyak bumi, kimia curah, obat-obatan, produksi minyak esensial alami dan produk serupa, dll.
Apa Perbedaan Antara Mikrofiltrasi Ultrafiltrasi dan Nanofiltrasi?
Perbedaan utama antara ultrafiltrasi mikrofiltrasi dan nanofiltrasi adalah ukuran pori-pori di membrannya. Mikrofiltrasi menggunakan membran dengan pori-pori ukuran mikro, sedangkan ultrafiltrasi menggunakan membran dengan ukuran pori mikro, tetapi ukuran pori dirancang sedemikian rupa sehingga pori-pori sekitar sepersepuluh dari ukuran partikel. Nanofiltrasi, di sisi lain, menggunakan membran dengan pori-pori skala nano.
Infografik di bawah ini mencantumkan perbedaan antara ultrafiltrasi mikrofiltrasi dan nanofiltrasi dalam bentuk tabel untuk perbandingan berdampingan.
Ringkasan – Mikrofiltrasi vs Ultrafiltrasi vs Nanofiltrasi
Perbedaan utama antara ultrafiltrasi mikrofiltrasi dan nanofiltrasi adalah ukuran pori-pori di membrannya. Mikrofiltrasi menggunakan membran dengan pori-pori ukuran mikro, sedangkan ultrafiltrasi menggunakan membran dengan ukuran pori mikro, tetapi ukuran pori dirancang sedemikian rupa sehingga pori-pori sekitar sepersepuluh dari ukuran partikel. Nanofiltrasi, di sisi lain, menggunakan membran dengan pori-pori skala nano.
