Ultrafiltrering

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Ultrafiltrering är en kolloidkemisk separationsmetod som innebär att man skiljer kolloidala partiklar från varandra eller från dispergeringsmedlet genom filtrering genom speciella, mycket finporiga membran. Beroende på porernas kaliber kan kolloidala partiklar över en viss storlek hållas kvar i membranet, medan mindre kolloidalpartiklar, dispergeringsmedlet och däri lösta ämnen passera obehindrat.

Principer[redigera | redigera wikitext]

Grundprincipen för ultrafiltrering använder en tryckinducerad separation av lösta ämnen från lösningsmedel genom ett semipermeabelt membran. Förhållandet mellan det pålagda trycket på lösningen som skall separeras och flödet genom membranet är oftast beskrivs av Darcy-ekvationen:

där J är flödet (flödeshastighet per membranarea), är TMP transmembrantrycket (tryckskillnad mellan tillförsel- och permeatströmmen), μ är lösningens medelsviskositet, R t är det totala motståndet (summan av membran- och nedsmutsningsmotstånd).

Användning[redigera | redigera wikitext]

Industrier såsom kemisk eller farmaceutisk tillverkning, behandling av mat och dryck, och rening av avloppsvatten, använder ultrafiltrering för att återvinna flöden eller höja värdet på senare produkter. Även bloddialys utnyttjar ultrafiltrering.

Dricksvatten[redigera | redigera wikitext]

Dricksvatten 300 m³/h med ultrafiltrering i Grundmühle vattenverk (Tyskland).

Ultrafiltrering kan användas för att avlägsna partiklar och makromolekyler från råvatten för att producera drickbart vatten. Den har använts för att antingen ersätta befintlig sekundär (koagulering, flockning, sedimentering) och tertiär filtrering (sandfiltrering och klorering) som används i vattenreningsverk eller som fristående system i isolerade områden med växande befolkning. Vid behandling av vatten med höggradigt suspenderade ämnen, är ultrafiltrering ofta integrerad i processen, som utnyttjar primär (screening, flotation, filtrering) och någon sekundär behandlingar som förbehandlingssteg. Ultrafiltrering föredras för närvarande framför traditionella behandlingsmetoder av följande skäl:

  • Inga kemikalier krävs (bortsett från rengöring)
  • Konstant produktkvalitet oavsett inflödeskvalitet
  • Kompakt apparatstorlek
  • Kapabel att överskrida reglerande normer för vattenkvalitet och uppnå 90-100% borttagning av patogener

Proteinkoncentration[redigera | redigera wikitext]

Ultrafiltrering används flitigt i mejeriindustrin; särskilt vid bearbetning av ostvassle för att erhålla vassleproteinkoncentrat (WPC) och laktosrik permeatet. I ett enda steg kan ultrafiltrering koncentrera vasslen 10-30 gånger den för tillförd lösning.

Tidigare alternativ till membranfiltrering av vassle var med användning av ånguppvärmning följd av trumtorkning eller spraytorkning. Produkten från dessa metoder hade begränsade tillämpningar på grund av sin granulerade konsistens och olöslighet. Befintliga metoder medförde också inkonsekvent produktsammansättning, hade höga kapital- och driftskostnader och medförde på grund av den höga värmen, som används vid torkning, ofta till denaturering av en del av proteinerna.

Andra tillämpningar[redigera | redigera wikitext]

  • Filtrering av avloppsvatten vid pappersmassatillverkning
  • Osttillverkning
  • Borttagning av patogener från mjölk
  • Rening av avloppsvatten
  • Återvinning av enzym
  • Koncentration och klarning av fruktjuice
  • Dialys och annan blodbehandling
  • Avsaltning och lösningsmedelsbyte för proteiner (via diafiltrering)
  • Laboratoriekvalitetstillverkning

Källor[redigera | redigera wikitext]

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]