osmosi inversanano- filtrazione ultra- filtrazione micro- filtrazione filtrazione convenzionale...

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)