الفرق الرئيسي بين الترشيح الدقيق والترشيح النانوي هو حجم المسام في أغشيتها. يستخدم الترشيح الدقيق أغشية ذات مسام صغيرة الحجم ، بينما يستخدم الترشيح الفائق أغشية ذات حجم مسام مجهري ، ولكن حجم المسام مصمم بطريقة تجعل المسام حوالي عُشر حجم الجسيمات. من ناحية أخرى ، يستخدم الترشيح النانوي أغشية ذات مسام نانوية.
جميع الترشيح الدقيق والترشيح الفائق والترشيح النانوي هي أنواع من التقنيات التحليلية للترشيح الغشائي المفيدة في عمليات الفصل. هذه الطرق مفيدة بشكل أساسي كخطوات تنقية في العملية.
ما هو الترشيح الدقيق؟
الترشيح الدقيق تقنية تحليلية مفيدة للترشيح. يمكن أن يمر السائل الملوث عبر غشاء به مسام مجهرية لفصل الكائنات الدقيقة والجسيمات العالقة عن هذا السائل. تستخدم هذه التقنية التحليلية بشكل شائع بالاقتران مع العديد من عمليات الفصل الأخرى ، بما في ذلك الترشيح الفائق والتناضح العكسي. يوفر هذا تدفق المنتج الذي لا يحتوي على أي ملوثات غير مرغوب فيها.
الشكل 01: نظام الترشيح الدقيق
عادة ، يعمل الترشيح الدقيق كطريقة معالجة مسبقة مهمة في تقنيات الفصل مثل الترشيح الفائق. علاوة على ذلك ، يمكننا استخدامه كخطوة ما بعد المعالجة لعمليات ترشيح الوسائط الحبيبية.عادة ، يتراوح حجم المسام للترشيح الدقيق من 0.1 إلى 10 ميكرومتر. تم تصميم الأغشية المستخدمة في هذا الترشيح خصيصًا لمنع مرور الرواسب والطحالب والأوليات والبكتيريا الكبيرة. علاوة على ذلك ، تميل هذه المرشحات إلى السماح بمرور المواد الأيونية مثل جزيئات الماء والأنواع أحادية التكافؤ مثل أيونات الصوديوم والكلوريد والمواد العضوية الطبيعية المذابة في السائل والغرويات الصغيرة والفيروسات.
في هذه الطريقة من عملية الترشيح الدقيق ، نحتاج إلى تمرير السائل عبر الغشاء بسرعة عالية (حوالي 1-3 م / ث). هنا ، يمكننا استخدام ضغط منخفض إلى متوسط موازٍ أو مماسي للغشاء شبه المنفذ. عادة ما يكون الغشاء في شكل ورقة أو شكل جدول. يمكننا استخدام مضخة للسماح للسائل بالمرور عبر مرشح الغشاء. يمكن أن تكون هذه المضخة إما مدفوعة بالضغط أو فراغ.
هناك العديد من تطبيقات الترشيح الدقيق ، بما في ذلك معالجة المياه لإزالة مسببات الأمراض مثل الكائنات الأولية ، وإزالة العكارة ، وما إلى ذلك. التعقيم ، وتكرير البترول ، ومعالجة الألبان ، وتصفية وتنقية مرق الخلايا ، وتصفية الدكستروز ، وما إلى ذلك.
ما هو الترشيح الفائق؟
الترشيح الفائق عبارة عن تقنية تحليلية يتم فيها استخدام قوة مثل الضغط أو تدرج التركيز للفصل من خلال غشاء شبه منفذ. في هذه الطريقة ، لا يمكن للمواد الصلبة المعلقة ذات الوزن الجزيئي العالي أن تمر عبر الغشاء بينما يمكن أن يمر الماء والمواد المذابة الجزيئية المنخفضة. تُعرف البقايا التي لا يمكن أن تمر عبر الغشاء باسم retentate ، في حين يُعرف الجزء الذي يمكن أن يمر عبر المرشح باسم النفاذية أو المرشح. هذه الطريقة مفيدة في خطوات التنقية والتركيز.
الشكل 02: أسلوب التدفق المتقاطع
بشكل أساسي ، يشبه الترشيح الفائق الترشيح الدقيق لأن كلتا الطريقتين تؤديان الفصل وفقًا لاستبعاد الحجم أو طريقة التقاط الجسيمات.ومع ذلك ، فهو يختلف اختلافًا جوهريًا عن فصل الغاز الغشائي لأن الأخير يتضمن الفصل باستخدام تقنيات الامتصاص والانتشار.
بشكل عام ، يجب أن يكون حجم مسام الغشاء المستخدم في الترشيح الفائق عُشر حجم الجسيمات المراد فصلها. لذلك ، فإنه يحد من دخول الجسيمات الكبيرة عبر الغشاء. ومع ذلك ، فإنه يحد أيضًا من دخول الجسيمات الصغيرة من خلال المسام وامتصاصها إلى سطح المسام. يمكنهم سد المدخل ، لذلك نحن بحاجة إلى تعديلات بسيطة لسرعة التدفق المتقاطع لطرد الجسيمات.
ما هو الترشيح النانوي؟
الترشيح النانوي هو تقنية تحليلية تستخدم الترشيح الغشائي بشكل أساسي لتليين المياه وتطهيرها. إنه نوع من طرق الترشيح الغشائي باستخدام حجم المسام في المقياس النانوي. يتراوح حجم المسام من 1-10 نانومتر. حجم المسام هذا أصغر من أحجام المسام في الترشيح الدقيق والترشيح الفائق. لكن حجم المسام أكبر نسبيًا من حجم المسام في التناضح العكسي.
الشكل 03: الترشيح النانوي لتحلية المياه
بشكل نموذجي ، الأغشية التي يمكننا استخدامها لإعداد الأغشية المستخدمة في الترشيح النانوي هي أغشية رقيقة من البوليمر. يمكننا استخدام مواد مثل البولي إيثيلين تيريفثاليت أو معادن مثل الألومنيوم لتحضير هذا النوع من الأغشية الغشائية. يمكننا أيضًا التحكم في أبعاد المسام لهذه الأغشية من خلال التحكم في درجة الحموضة ودرجة الحرارة والوقت اللازم لتطوير المسام.
هناك العديد من الاستخدامات المختلفة لتقنيات الترشيح النانوي ، بما في ذلك الكيمياء الدقيقة والمستحضرات الصيدلانية ، وكيمياء البترول والنفط ، والكيمياء السائبة ، والأدوية ، وإنتاج الزيوت الأساسية الطبيعية والمنتجات المماثلة ، وما إلى ذلك.
ما هو الفرق بين الترشيح الدقيق و الترشيح الدقيق؟
الفرق الرئيسي بين الترشيح الدقيق والترشيح النانوي هو حجم المسام في أغشيتها. يستخدم الترشيح الدقيق أغشية ذات مسام صغيرة الحجم ، بينما يستخدم الترشيح الفائق أغشية ذات حجم مسام مجهري ، ولكن حجم المسام مصمم بطريقة تجعل المسام حوالي عُشر حجم الجسيمات. من ناحية أخرى ، يستخدم الترشيح النانوي أغشية ذات مسام نانوية.
يسرد الرسم البياني أدناه الاختلافات بين الترشيح الدقيق للغاية والترشيح النانوي في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - الترشيح الدقيق مقابل الترشيح الفائق مقابل الترشيح النانوي
الفرق الرئيسي بين الترشيح الدقيق والترشيح النانوي هو حجم المسام في أغشيتها. يستخدم الترشيح الدقيق أغشية ذات مسام صغيرة الحجم ، بينما يستخدم الترشيح الفائق أغشية ذات حجم مسام مجهري ، ولكن حجم المسام مصمم بطريقة تجعل المسام حوالي عُشر حجم الجسيمات.من ناحية أخرى ، يستخدم الترشيح النانوي أغشية ذات مسام نانوية.
