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Tecnologie di filtrazione tangenziale a membrana e applicazioni per l’industria agroalimentare

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Le tecnologie di filtrazione tangenziale a membrana sono tecniche separative basate sull’impiego di filtri semipermeabili attraverso i quali, sotto una forza spingente, è possibile ottenere la separazione di componenti sospese o in soluzione in funzione delle loro caratteristiche dimensionali e/o chimico-fisiche. In Figura 1 è riportata una rappresentazione esemplificativa del meccanismo di trasporto e della capacità selettiva nei processi a membrana. La forza spingente in grado di generare le separazioni attraverso la membrana può essere una pressione idraulica, un potenziale chimico (osmosi), un gradiente di concentrazione (dialisi), una differenza di temperatura (pervaporazione), un potenziale elettrico (elettrodialisi).

I processi più diffusi sono quelli che utilizzano la pressione idraulica come forza spingente, e le tecnologie di membrana prendono il nome di Microfiltrazione (MF), Ultrafiltrazione (UF), Nanofiltrazione (NF) ed Osmosi Inversa (OI). Queste quattro tecnologie si differenziano fra loro sia per le specifiche tecniche delle membrane impiegate, sia per le condizioni di processo da applicare.

In estrema sintesi: la MF trattiene particellato, molecole grasse, batteri con dimensioni dell’ordine del micron; l’UF trattiene macromolecole come proteine, colloidi fino ad una dimensione molecolare di circa 1 kDalton; la NF trattiene molecole organiche e inorganiche con peso molecolare superiore a circa 200 Dalton (zuccheri e sali bi e trivalenti); l’OI trattiene anche gli ioni monovalenti e lascia passare solo la molecola dell’acqua. Sfruttando le diverse capacità selettive, è possibile operare con le varie tecnologie di membrana in successione al fine di frazionare una matrice nelle sue componenti e permetterne un riutilizzo specifico…

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