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8/18/2019 filtrazione

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TECNICHE DI FILTRAZIONETECNICHE DI FILTRAZIONE(PROCESSI A(PROCESSI A MEMBRANA)MEMBRANA)--11I PROCESSI A MEMBRANA SI SONO NOTEVOLMENTE SVILUPPATI

NEGLI ULTIMI ANNI, GRAZIE SOPRATTUTTO ALLO SVILUPPO DINUOVI MATERIALI.

PUR ESSENDO DIVERSI TRA LORO NEI MECCANISMI E NEI CAMPI DIAPPLICAZIONE QUESTI PROCESSI HANNO ALCUNI ASPETTI IN

COMUNE:

UTILIZZANO MEMBRANE, ANCHE SE DI DIVERSI MATERIALI EUTILIZZANO MEMBRANE, ANCHE SE DI DIVERSI MATERIALI ECARATTERIZZATE DA DIVERSI MECCANISMI DI SEPARAZIONECARATTERIZZATE DA DIVERSI MECCANISMI DI SEPARAZIONE

SONO PROCESSI “A FREDDO”,SONO PROCESSI “A FREDDO”, CIOE’CIOE’ NON IMPIEGANO ENERGIANON IMPIEGANO ENERGIA

TERMICATERMICANEL CASO DELLA MICROFILTRAZIONE (MF)MICROFILTRAZIONE (MF) SI FORMA UN FLUSSO DIACQUA PURIFICATA E LE IMPUREZZE RESTANO SULLA MEMBRANA;NEL CASO DI ULTRAFILTRAZIONE (UF)ULTRAFILTRAZIONE (UF), NANOFILTRAZIONE (NF)NANOFILTRAZIONE (NF) EDOSMOSI INVERSA (RO)OSMOSI INVERSA (RO) SI FORMANO DUE FLUSSI, UNO COSTITUITO

DA ACQUA PURIFICATA ED UNO DA UNA SOLUZIONE CONCENTRATADI IMPUREZZE



TECNICHE DI FILTRAZIONETECNICHE DI FILTRAZIONE(PROCESSI A(PROCESSI A MEMBRANA)MEMBRANA)--22

IN GENERE TUTTI I PROCESSI DI FILTRAZIONE SI POSSONODISTINGUERE IN STATICISTATICI E DINAMICIDINAMICI.

NEI PROCESSI DI FILTRAZIONE STATICAFILTRAZIONE STATICALA DIREZIONE DI FILTRAZIONE E QUELLA

DI ALIMENTAZIONE COINCIDONO, ILLIQUIDO ARRIVA PERPENDICOLARMENTE

SULLA SUPERFICIE DI FILTRAZIONE(FILTRAZIONE ORTOGONALEFILTRAZIONE ORTOGONALE) E LE

PARTICELLE SI ACCUMULANO A FORMAREUNO STRATO SUL FILTRO, RENDENDO

NECESSARIO UN PROGRESSIVO AUMENTO

DI PRESSIONE PER MANTENERE UNFLUSSO COSTANTE. QUESTO TIPO DIFILTRAZIONE E’ UTILIZZATO PER

OTTENERE UN FILTRATO STERILE EQUANDO IL CONTENUTO IN PARTICELLE

SOLIDE NON SUPERA 200 ppm.FILTRAZIONE STATICA

(ORTOGONALE)

Disegno tratto da: L’acqua nell’industria farmaceutica, Manuale tecnico AFI, OEMF, Milano, 1991



TECNICHE DI FILTRAZIONETECNICHE DI FILTRAZIONE(PROCESSI A(PROCESSI A MEMBRANA)MEMBRANA)--33

NEI PROCESSI DI FILTRAZIONEFILTRAZIONEDINAMICADINAMICA LA PRESSIONE VIENE

ESERCITATAPERPENDICOLARMENTE ALLAMEMBRANA, MA IL LIQUIDOFLUISCE TANGENZIALMENTEALLA SUPERFICIE FILTRANTE.

IN QUESTO MODO NON SI HAACCUMULO DI PARTICELLE SULFILTRO, PERCHE’ IL FLUSSO DILIQUIDO LE ALLONTANA, E IL

FLUSSO NON SI RIDUCE.

QUESTO TIPO DI FILTRAZIONESI UTILIZZA NEI PROCESSI DI

MICROFILTRAZIONE DISOLUZIONI TORBIDE E NEI

PROCESSI DI

ULTRAFILTRAZIONE,NANOFILTRAZIONE E OSMOSIINVERSA.

Disegno tratto da: L’acqua nell’industria farmaceutica, Manuale tecnico AFI, OEMF, Milano, 1991

FILTRAZIONE DINAMICA (TANGENZIALE)



CONFRONTO TRA METODI DICONFRONTO TRA METODI DISEPARAZIONE DIVERSISEPARAZIONE DIVERSI

LO SCHEMA MOSTRA I DIVERSI CAMPI DI APPLICABILITA’ DEI VARI PROCESSI DISEPARAZIONE; LA MICROFILTRAZIONEMICROFILTRAZIONE PERMETTE LA RIMOZIONE DI PARTICELLE CON

DIAMETRO COMPRESO TRA 0.1 E 10 µm0.1 E 10 µm, L’ULTRAFILTRAZIONEULTRAFILTRAZIONE PARTICELLE FINO A 5 X 105 X 10--11 µmµm-- 5 X 105 X 10--33 µmµm , L’OSMOSI INVERSAOSMOSI INVERSA RIMUOVE ANCHE MOLECOLE ORGANICHEMOLECOLE ORGANICHE E IONI.IONI.

Tratto da: L’acqua nell’industria farmaceutica, Manuale tecnico AFI, OEMF, Milano, 1991



CONFRONTO TRA I DIVERSICONFRONTO TRA I DIVERSISISTEMI DI FILTRAZIONESISTEMI DI FILTRAZIONE



MICROFILTRAZIONEMICROFILTRAZIONELA TECNICA DI MICROFILTRAZIONE E’ UTILIZZATA PER

RIMUOVERE DALL’ACQUA PARTICELLE CON DIMENSIONICOMPRESE TRA 0.1 E 10 µm0.1 E 10 µm. IN QUESTO RANGE DIMENSIONALERIENTRANO I BATTERIBATTERI.

LA MICROFILTRAZIONE PUO’ ESSERE REALIZZATA CON SETTI ASETTI ASTRUTTURA DEFORMABILESTRUTTURA DEFORMABILE (FELTRI, FILATI INTRECCIATI,CARTONI, ECC., OGGI POCO USATI) E SETTI A STRUTTURASETTI A STRUTTURAFISSA NON DEFORMABILEFISSA NON DEFORMABILE (SETTI DI ACCIAIO O MATERIALI

CERAMICI SINTERIZZATI, MEMBRANE POLIMERICHE).

LE MEMBRANE PER MICROFILTRAZIONE POSSONO ESSERE NONNON

BAGNABILIBAGNABILI (SE FATTE DI MATERIALI IDROFOBICI, ES. PTFE,PVDF) E BAGNABILIE BAGNABILI; POSSONO ESSERE ISOTROPEISOTROPE O

ANISOTROPEANISOTROPE; POSSONO ASSUMERE CARICA NEGATIVA QUANDOBAGNATE.



CARATTERISTICHE GENERALICARATTERISTICHE GENERALIDEL PROCESSO DIDEL PROCESSO DIMICROFILTRAZIONEMICROFILTRAZIONE

TIPI DI SETTOTIPI DI SETTO: POLIMERICO (CELLULOSA,POLISULFONE, PVFD, PTFE, POLIPROPILENE,

POLIAMMIDE); CERAMICO; METALLICO; VETRO PRESSIONE DI ESERCIZIOPRESSIONE DI ESERCIZIO: 1-5 BAR

EFFICACIA RIMOZIONEEFFICACIA RIMOZIONE: OTTIMA PER PARTICELLE,BATTERI, MUFFE, LIEVITI; DISCRETA PER COLLOIDI;

NON AFFIDABILE PER PIROGENI; NULLA PER SOSTANZEORGANICHE E IONI

MECCANISMOMECCANISMO: SETACCIO E ADSORBIMENTO



FILTRI A MEMBRANA PERFILTRI A MEMBRANA PERMICROFILTRAZIONEMICROFILTRAZIONE

LE MEMBRANE PER MICROFILTRAZIONE SONO DISPONIBILI INDUE CONFIGURAZIONI DI BASE: DISCHIDISCHI E CARTUCCECARTUCCE.

DISCHIDISCHI: DIAMETRI DA 13 A 293 mm; DIAMETRO DEI PORI DA0.04 a 10 µm. UN DISCO DEL DIAMETRO DI 293 mm E PORI DA 0.2

µm PUO’ FILTRARE FINO A 500/600 LITRI D’ACQUA ALL’ORA.CARTUCCECARTUCCE: PERMETTONO L’USO DI SUPERFICI E PRESSIONI

MAGGIORI. PER REALIZZARE LE CARTUCCE (O MODULI) FOGLI DIMATERIALE FILTRANTE ABBINATI A FOGLI DI SUPPORTO

VENGONO OPPORTUNAMENTE PIEGHETTATI, MONTATI ATTORNOAD UN SUPPORTO RIGIDO CON FESSURE PER FAR PASSARE ILFILTRATO, E IL TUTTO INSERITO INFINE ALL’INTERNO DI UNA

STRUTTURA CILINDRICA DI PLASTICA (LUNGHEZZA 25 cm).



TIPI DI CARTUCCE PERTIPI DI CARTUCCE PERMICROFILTRAZIONEMICROFILTRAZIONE

CARTUCCIA AD ASTA PASSANTE CARTUCCIA A BAIONETTA



SANITIZZAZIONE ESANITIZZAZIONE ESTERILIZZAZIONE DI SISTEMISTERILIZZAZIONE DI SISTEMIPER MICROFILTRAZIONEPER MICROFILTRAZIONE

VANNO SEGUITE LE INDICAZIONI DEL FORNITORE PER CIASCUNTIPO DI SISTEMA MICROFILTRANTE.

COME AGENTI SANITIZZANTI O STERILIZZANTI SI POSSONOUSARE:

VAPOREVAPORE: COME VAPORE FLUENTE O VAPORE SOTTO PRESSIONE

ACQUA CALDAACQUA CALDA

AGENTI CHIMICIAGENTI CHIMICI: OSSIDANTI (CLORO, PEROSSIDI, IODIO) ODENATURANTI (ETANOLO, FORMALDEIDE, SALI D’AMMONIO

QUATERNARIO)



ULTRAFILTRAZIONEULTRAFILTRAZIONE

L’ULTRAFILTRAZIONE E’ UN PROCESSO CHE E’ IN GRADO DIRIMUOVERE DALL’ACQUA PARTICELLE CON DIAMETRO FINO A

5x10-3 µm CON UN MECCANISMO A SETACCIO.

VENGONO QUINDI RIMOSSI BATTERI, FUNGHI, VIRUS,PIROGENI, PROTEINE, MENTRE LE MOLECOLE ORGANICHE A

BASSO PESO MOLECOLARE E I SALI PASSANO.

I PROCESSI DI ULTRAFILTRAZIONE UTILIZZANO SOTTILIMEMBRANE CERAMICHE O POLIMERICHE (POLIAMMIDE, ACETATODI CELLULOSA, POLISULFONE, POLIACRILONITRILE) CON PORI

DI CIRCA 5x10-3

µm.LE MEMBRANE PER ULTRAFILTRAZIONE POSSONO ESSERE DI DUE

TIPI FONDAMENTALI: MEMBRANE TUBOLARI E MEMBRANE AFOGLIO.



MEMBRANE TUBOLARIMEMBRANE TUBOLARILE MEMBRANE TUBOLARI SONO COSTITUITE DA UN SUPPORTO

CILINDRICO POROSO SULLA CUI SUPERFICIE INTERNA E’

APPLICATA LA MEMBRANA FILTRANTE ED ALL’INTERNO DELQUALE SCORRE L’ACQUA. LA FILTRAZIONE E’ DEL TIPOTANGENZIALE (“CROSS-FLOW”).

LE MEMBRANE TUBOLARI POSSONO ESSERE A CANALE LARGO E ACANALE STRETTO.

LE MEMBRANE A CANALE LARGO HANNO UN DIAMETRO INTERNODI 6-25 mm, LUNGHEZZA DI CIRCA 3 m E SUPERFICIE FILTRANTE

EFFETTIVA DI 0.2 m2; POSSONO ESSERE SINGOLE ORAGGRUPPATE DENTRO PARTICOLARI STRUTTURE DI SUPPORTO.

LE MEMBRANE TUBOLARI A CANALE STRETTO (“HOLLOW-FIBERMEMBRANES”) SONO SOTTILI FIBRE CAVE (50 µm-1mm)

COSTITUITE DA SOLO MATERIALE POLIMERICO ESTRUSO,CAPACI DI SOPPORTARE LE PRESSIONI DI ESERCIZIO E RIUNITE

IN FASCI (50-10.000); RICHIEDONO LA PREFILTRAZIONEDELL’ACQUA.



MEMBRANE TUBOLARIMEMBRANE TUBOLARI

MEMBRANA A FIBRE CAVE

FLUSSO DI LIQUIDO INUNA MEMBRANA

CERAMICA



MEMBRANE A FIBRE CAVEMEMBRANE A FIBRE CAVE



MEMBRANE A FOGLIOMEMBRANE A FOGLIO

LE MEMBRANE A FOGLIO POSSONO ESSERE DEL TIPO PIANO O ASPIRALE.

I MODULI A MEMBRANE PIANEMODULI A MEMBRANE PIANE SONO COSTITUITI DA SANDWICHDI MEMBRANE ALTERNATE DA DISTANZIATORI; SONO POCO

USATI NELLA PURIFICAZIONE DELL’ACQUA.

I MODULI A SPIRALEMODULI A SPIRALE SONO COSTITUITI DA MEMBRANESOVRAPPOSTE, INTERCALATE DA FOGLI DI MATERIALE ALTAMENTEPOROSO, AVVOLTE A SPIRALE ATTORNO AD UN TUBO CENTRALEFORATO DAL QUALE FUORIESCE IL LIQUIDO ULTRAFILTRATO. I

BORDI DELLE MEMBRANE SONO SALDATI TRA LORO IN MODO DAEVITARE IL MESCOLAMENTO DELL’ACQUA DA PURIFICARE E DIQUELLA GIA’ PURIFICATA.



MEMBRANE PIANEMEMBRANE PIANE



MODULO A SPIRALE:MODULO A SPIRALE:

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