Osmosi inversaNano- filtrazione Ultra- filtrazione Micro- filtrazione Filtrazione convenzionale...
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Osmosi inversa
Nano-filtrazione
Ultra-filtrazione
Micro-filtrazione
Filtrazione convenzionale
Dimensione dei pori (10-
6m) 10-3 1 103
Caratteristica principale della membrana
diffusività porosità
Visibilità dei pori con
Microscopio
elettronico
Microscopio ottico
Occhio nudo
MINISTERO DELLA SALUTE DECRETO 17 giugno 2002
Trattamento di microfiltrazione nel processo di produzione del latte alimentare.
(GU n. 178 del 31-7-2002)
Ai sensi del presente decreto si definisce microfiltrazione la tecnica di filtrazione condotta su elementi filtranti esenti da cessioni e aventi pori con luce media da 1,4 a 2 micron con applicazione di pressioni transmembraniche comprese tra 1 e 1,2 bar.
MEMBRANE POROSE DI TIPO COMMERCIALE
MATERIALE DIAMETRO PORI (A)
Silice,Vetro
Porcellana
Argento
Cellulosico
Policarbonato
Teflon
Polipropilene
50; 240-2000
3000
2000-50000
300-500
2000-100000
500
1000
ConcentratoFeed
Permeato
Fs
Fp
Fs-Fp
1Fs Fp Fp
R reiezioneFs Fs
Reiezione
Reiezione di Membrane
Saccarosio
Lattosio
Proteine
Glucosio
Coloranti
Urea
Batteri
Virus
342
360
>10000
198
400-900
60
>5000
<100000
100
100
100
99.9
100
80-95
100
100
25
25
10-20
25
-
-
-
-
MW RZ Cmax %
Reiezione di Membrane
CATIONI
Na+,Ca++,
Mg++..
ANIONI
CL-,HCO3-,SO4--...
88-99
94-100
3-12
3-12
RZ Cmax %
Membrane per Ultrafiltrazione
500
2000
10000
30000
50000
100000
300000
21
24
30
47
66
110
480
0.25
0.60
1.7
14.0
17.0
19.0
36.0
CUT-OFF D (A) L(H2O)/min/m2
= C RT (Van,t Hoff) primo Nobel in chimica 1901
C= kmoli/m^3R= 8314
Ex: Monosaccaride (mw=160), C=100 kg/m^3= 100/160 kmoli/m^3T=300 K=100/160*8314*300=1558875 Pa=15 atm
Membrane cellulari: del sangue circa 7 atm
T=k
membrana
J = K*A*(P-)
kg/(h m^2atm)
P >
P A
PermeatoConcentrato
Feed
Feed
Permeato
Polarizzazione
Concentrato
( )J L grad potenziale
3
2 sup sec
m flussototaleJ
m di erficie ondo
2
8
r PJ
z
ω= porositàr = raggio dei poriτ= tortuositàμ= viscosità
s
mJ
Trasporto di “volume”
micro/ultra filtrazione
( )PJ
z
ρ = permeabilità =m2 /(Pa s)
Osmosi inversa
VJ K
z
CJ D
z
Dialisi
ElettrodialisiFlusso di un soluto
feed permeato
Cf Cp
∆z
( )f pC CJ D
z
( )f pp pJ D H
z
*f fC Henry p
*p pC Henry p
D H permeabilità
Membrana tubolare
Membrana tubolare (cont’d)
membrane a fibra cava
membrane a fibra cava (cont’d))
ConcentratoFeed
Permeato
Permeato
Feed
ConcentratoFeed
Permeato
Concentrato
Permeato
Permeato
14 m3/h acqua osmotizzata
MEMBRANE IONICHE
CATIONICHE: Impermeabili ai Cationi
ANIONICHE: Impermeabili agli Anioni
Membrane di tipo MicroporosoFormate da una matrice PolimericaNella quale si fissano gruppi ionici
Polimerizzazione di: stirene, divinilbenzene, monomeri acrilici, fenoli...
Membrane Artificiali
Ioniche
NON Ioniche
Gruppi fissi
(solidi)
Gruppi Mobili
(liquidi)
Liquide (benzene, Siliconi)
Solide (Paraffine,quarzo)