Cosa sono i filtri a membrana? Scopriamo la loro funzione e i loro usi.

Che cos’è una membrana? La membrana funge da barriera che consente la separazione. Sebbene l’aspetto possa sembrare un foglio di carta, i filtri a membrana sono costituiti da numerosi micropori, che trattengono particelle più grandi di un valore nominale definito quando un liquido o gas viene fatto passare attraverso.

I filtri a membrana sono disponibili in diverse dimensioni e forme, da cartucce, capsule, dischi, ecc. Fujifilm offre un’ampia gamma di cartucce e capsule a membrana pieghettate.

I filtri possono essere classificati in diverse categorie, come il tipo “assoluto” e il tipo “nominale”, a seconda del loro metodo di filtrazione e della loro struttura. I filtri di tipo nominale sono noti come filtri di profondità, in cui le microfibre vengono aggrovigliate in modo casuale. Quando il liquido viene filtrato attraverso il terreno, le particelle vengono trattenute attraverso l’adesione sulla fibra. D’altra parte, il tipo assoluto ha in genere numerosi micropori all’interno di una pellicola o membrana di resina sintetica, il che consente di intrappolare le particelle più grandi di dimensioni definite. In caso di filtri di profondità, condizioni di processo come la pressione di esercizio o la concentrazione di contaminanti hanno un effetto significativo sulla ritenzione del filtro. Pertanto, i filtri di profondità sono utilizzati principalmente come pre-filtrazione, mentre i filtri a membrana sono utilizzati come filtrazione assoluta, dove devono essere mantenute particelle più grandi del valore nominale definito. Ci sono casi in cui vengono installate più fasi di filtrazione, ad esempio nel caso dell'acqua minerale. I filtri di tipo assoluto vengono utilizzati subito prima del confezionamento per garantirne la sicurezza, assicurandosi che organismi nocivi o qualsiasi contaminante vengano rimossi dall'acqua imbottigliata. Tuttavia, i filtri nominali vengono solitamente posizionati prima per rimuovere prima le particelle più grandi e ridurre l'intasamento dei filtri finali. Si raccomanda di utilizzare il filtro appropriato a seconda del tipo di filtrazione richiesta nel processo.

La filtrazione a membrana viene installata per molti scopi, come la riduzione dei costi operativi o il miglioramento della qualità del prodotto. I sistemi di filtrazione a membrana sono spesso molto semplici, rendendoli meno costosi rispetto ad altri sistemi alternativi. Non solo durante l’installazione, i filtri a membrana non lasciano residui come la torta del filtro, riducendo i costi di smaltimento. Inoltre, la rata di un sistema di filtrazione di alta qualità porta a un miglioramento della qualità del prodotto, consentendo la distribuzione sicura e stabile del prodotto ai clienti.

• Alimentari e bevande (birra, vino, acqua in bottiglia, prodotti lattiero-caseari, ecc.)
• Biotecnologia (aminoacidi, enzimi, ecc.)
• Farmaceutica (acqua di processo, acqua pura)
• Elettronica, semiconduttori (acqua industriale, acqua pura)

La microfiltrazione (MF) è definita come un processo di separazione della membrana che rimuove particelle con dimensioni variabili da 0,01 a 10 μm. Il microfiltro è un altro termine usato per descrivere i filtri usati per la microfiltrazione.

Oltre alla microfiltrazione, esistono diversi tipi di filtri a membrana utilizzati nei processi di separazione. Sono classificati in base alla capacità di filtrare. L’ultrafiltrazione (UF) ha una dimensione dei pori di 0,01 μm, mirata a rimuovere i virus insieme ai microrganismi. La nanofiltrazione (NF) rimuove non solo i virus, ma anche gli ioni bivalenti, con dimensioni dei pori di membrana di 0,001 μm. I filtri a osmosi inversa (RO) sono utilizzati principalmente come desalinizzazione e purificazione dell’acqua con la sua gamma di dimensioni dei pori fino a 0,0001 μm, l'acqua è l'unico materiale che può passare attraverso la membrana.

La filtrazione a membrana è uno dei metodi di sterilizzazione quando non è possibile eseguire la sterilizzazione a caldo. Poiché le dimensioni dei batteri variano da 0,3 μm a 0,5 μm, le dimensioni dei pori di un filtro a membrana sterile sono generalmente 0,2 μm, in quanto è adatto per la rimozione di microrganismi contaminanti. Vengono comunemente utilizzati materiali a membrana come polisulfone (PS/PSF), polietersulfone (PES), fluoruro di polivinilidene (PVDF), politetrafluoroetilene (PTFE) e nylon. Le proprietà della membrana variano a seconda delle caratteristiche del materiale e della distribuzione dei pori. Pertanto, è importante selezionare il tipo di membrana adatto alle sue condizioni di utilizzo.

Le membrane in polisulfone (PSF) e polietersulfone (PES) hanno caratteristiche simili, dove sono resistenti a soluzioni acide e alcaline con bassi livelli di estraibili. Sono anche noti per avere stabilità termica e basso legame proteico. Sono comunemente utilizzati in vari campi industriali, da F&B, semiconduttori a prodotti farmaceutici.

Le membrane in politetrafluoroetilene (PTFE) sono compatibili con una vasta gamma di sostanze chimiche ad alta resistenza termica. Grazie alla sua resistenza alle soluzioni chimiche, le membrane idrofile in PTFE vengono applicate a fluidi filtranti come solventi organici e solventi aggressivi, mentre le membrane idrofobiche in PTFE vengono utilizzate principalmente per filtrare i gas. 

Le membrane in nylon sono resistenti a un’ampia gamma di solventi organici, oltre alle caratteristiche di idrofilia, flessibilità e basso tasso di eluizione. 

Le membrane in fluoruro di polivinilidene (PVDF) offrono durata e resistenza in ampie soluzioni chimiche con bassi livelli di estraibili. Grazie al basso legame proteico e alle caratteristiche idrofile, i filtri PVDF sono comunemente utilizzati come filtri finali per la riduzione della carica microbica nelle applicazioni farmaceutiche. 

Le membrane in polipropilene (PP) sono note per la compatibilità con le soluzioni alcaline e la resistenza termica. I filtri PP sono comunemente utilizzati per la chiarificazione generale o la prefiltrazione, al fine di catturare le particelle per ridurre il carico della filtrazione finale che segue. 

Fujifilm vanta una lunga esperienza nella produzione di membrane in polisulfone, offrendo un’ampia gamma di filtri a cartuccia adatti a ogni applicazione.

I filtri Fujifilm sono disponibili in varie dimensioni e tappi terminali diversi che si adattano all’alloggiamento corrispondente. Fujifilm ha il proprio codice di tappo terminale, spiegato nella tabella seguente. 

• *1 dimensioni dell’O ring: SAE AS568 (standard USA)  
• *2 DOE: Doppia estremità aperta ・・・Filtro con guarnizioni piatte su entrambe le estremità aperte.
• *3 SOE: Estremità singola aperta

Per ulteriori informazioni sulla sua caratteristica e sulle sue specifiche, fare riferimento al catalogo prodotti.

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