माइक्रोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन के बीच मुख्य अंतर उनकी झिल्लियों में छिद्रों के आकार का है। माइक्रोफिल्ट्रेशन सूक्ष्म आकार के छिद्रों के साथ झिल्लियों का उपयोग करता है, जबकि अल्ट्राफिल्ट्रेशन सूक्ष्म छिद्र आकार के साथ झिल्लियों का उपयोग करता है, लेकिन छिद्र का आकार इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि एक छिद्र कण आकार का लगभग दसवां हिस्सा है। दूसरी ओर, नैनोफिल्ट्रेशन, नैनोस्केल छिद्रों वाली झिल्लियों का उपयोग करता है।
सभी माइक्रोफिल्ट्रेशन, अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन झिल्ली निस्पंदन विश्लेषणात्मक तकनीकों के प्रकार हैं जो पृथक्करण प्रक्रियाओं में उपयोगी होते हैं। ये विधियां मुख्य रूप से प्रक्रिया में शुद्धिकरण चरणों के रूप में उपयोगी होती हैं।
माइक्रोफिल्ट्रेशन क्या है?
माइक्रोफिल्ट्रेशन एक विश्लेषणात्मक तकनीक है जो निस्पंदन के लिए उपयोगी है। इस तरल से सूक्ष्मजीवों और निलंबित कणों को अलग करने के लिए एक दूषित द्रव को सूक्ष्म छिद्रों वाली झिल्ली के माध्यम से पारित किया जा सकता है। इस विश्लेषणात्मक तकनीक का उपयोग आमतौर पर अल्ट्राफिल्ट्रेशन और रिवर्स ऑस्मोसिस सहित विभिन्न अन्य पृथक्करण प्रक्रियाओं के संयोजन में किया जाता है। यह एक उत्पाद स्ट्रीम प्रदान करता है जिसमें कोई अवांछित संदूषक नहीं होता है।
चित्रा 01: एक माइक्रोफिल्ट्रेशन सिस्टम
आमतौर पर, माइक्रोफिल्ट्रेशन एक पूर्व-उपचार विधि के रूप में कार्य करता है जो कि अल्ट्राफिल्ट्रेशन जैसी पृथक्करण तकनीकों में महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, हम इसे दानेदार मीडिया निस्पंदन प्रक्रियाओं के लिए उपचार के बाद के चरण के रूप में उपयोग कर सकते हैं।आमतौर पर, माइक्रोफिल्ट्रेशन के लिए छिद्र का आकार 0.1 से 10 माइक्रोमीटर तक होता है। इस निस्पंदन के लिए उपयोग की जाने वाली झिल्लियों को विशेष रूप से तलछट, शैवाल, प्रोटोजोआ और बड़े बैक्टीरिया के पारित होने को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके अलावा, ये फिल्टर पानी के अणुओं, मोनोवैलेंट प्रजातियों जैसे सोडियम और क्लोराइड आयनों, प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ जो तरल पदार्थ, छोटे कोलाइड्स और वायरस में घुल जाते हैं, जैसे आयनिक पदार्थों को पारित करने की अनुमति देते हैं।
माइक्रोफिल्टरेशन प्रक्रिया की इस पद्धति में, हमें झिल्ली के माध्यम से द्रव को उच्च वेग (लगभग 1-3m/s) के साथ पारित करने की आवश्यकता होती है। यहां, हम कम से मध्यम दबाव का उपयोग कर सकते हैं जो अर्ध-पारगम्य झिल्ली के समानांतर या स्पर्शरेखा है। झिल्ली आमतौर पर एक शीट के रूप में या एक सारणीबद्ध रूप में होती है। हम द्रव को झिल्ली फिल्टर से गुजरने देने के लिए पंप का उपयोग कर सकते हैं। यह पंप या तो दबाव-चालित या वैक्यूम हो सकता है।
माइक्रोफिल्ट्रेशन के कई अनुप्रयोग हैं, जिसमें प्रोटोजोआ जैसे रोगजनकों को दूर करने के लिए जल उपचार, मैलापन को दूर करना आदि शामिल हैं। नसबंदी, पेट्रोलियम शोधन, डेयरी प्रसंस्करण, सेल शोरबा का स्पष्टीकरण और शुद्धिकरण, डेक्सट्रोज का स्पष्टीकरण, आदि।
अल्ट्राफिल्ट्रेशन क्या है?
अल्ट्राफिल्ट्रेशन एक विश्लेषणात्मक तकनीक है जिसमें एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली के माध्यम से पृथक्करण के लिए दबाव या एकाग्रता ढाल जैसे बल का उपयोग किया जाता है। इस विधि में, उच्च आणविक भार वाले निलंबित ठोस झिल्ली से नहीं गुजर सकते, जबकि पानी और कम आणविक विलेय वहां से गुजर सकते हैं। जो अवशेष झिल्ली से नहीं गुजर सकता है उसे रेटेंटेट के रूप में जाना जाता है, जबकि वह भाग जो फिल्टर से गुजर सकता है उसे परमीट या छानना के रूप में जाना जाता है। यह विधि चरणों को शुद्ध और एकाग्र करने में उपयोगी है।
चित्र 02: एक क्रॉस-फ्लो तकनीक
मौलिक रूप से, अल्ट्राफिल्ट्रेशन माइक्रोफिल्ट्रेशन के समान है क्योंकि ये दोनों तकनीकें आकार अपवर्जन या कण कैप्चर विधि के अनुसार पृथक्करण करती हैं।हालांकि, यह झिल्ली गैस पृथक्करण से मौलिक रूप से भिन्न है क्योंकि बाद में अवशोषण तकनीकों और प्रसार का उपयोग करके पृथक्करण शामिल है।
आम तौर पर, अल्ट्राफिल्ट्रेशन में प्रयुक्त झिल्ली का छिद्र आकार कण आकार का दसवां हिस्सा होना चाहिए जिसे अलग किया जाना है। इसलिए, यह झिल्ली के माध्यम से बड़े कणों के प्रवेश को सीमित करता है। हालांकि, यह छिद्रों के माध्यम से छोटे कणों के प्रवेश को भी सीमित करता है और उन्हें छिद्र की सतह पर सोख लेता है। वे प्रवेश द्वार को अवरुद्ध कर सकते हैं, इसलिए हमें कणों को हटाने के लिए क्रॉस-फ्लो वेग के सरल समायोजन की आवश्यकता है।
नैनोफिल्ट्रेशन क्या है?
नैनोफिल्ट्रेशन एक विश्लेषणात्मक तकनीक है जो मुख्य रूप से पानी को नरम और कीटाणुरहित करने के लिए झिल्ली निस्पंदन का उपयोग करती है। यह नैनोस्केल में छिद्र के आकार का उपयोग करके एक प्रकार की झिल्ली निस्पंदन विधि है। छिद्र का आकार 1-10nm तक होता है। यह छिद्र आकार माइक्रोफिल्ट्रेशन और अल्ट्राफिल्ट्रेशन में रोमकूपों के आकार से छोटा होता है। लेकिन पोर का आकार रिवर्स ऑस्मोसिस में पोर साइज से तुलनात्मक रूप से बड़ा होता है।
चित्र 03: विलवणीकरण के लिए नैनोफिल्ट्रेशन
आमतौर पर, नैनोफिल्ट्रेशन में उपयोग की जाने वाली झिल्लियों की तैयारी के लिए हम जिन झिल्लियों का उपयोग कर सकते हैं, वे बहुलक पतली फिल्में हैं। हम इस तरह की झिल्ली फिल्म तैयार करने के लिए पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट या एल्युमीनियम जैसी धातुओं का उपयोग कर सकते हैं। हम पीएच, तापमान और रोमकूपों के विकास के लिए आवश्यक समय को नियंत्रित करके इन झिल्लियों के रोमछिद्र आयामों को भी नियंत्रित कर सकते हैं।
नैनोफिल्ट्रेशन तकनीकों के कई अलग-अलग उपयोग हैं, जिनमें ठीक रसायन और फार्मास्यूटिकल्स, तेल और पेट्रोलियम रसायन, थोक रसायन, दवा, प्राकृतिक आवश्यक तेलों और इसी तरह के उत्पादों का उत्पादन आदि शामिल हैं।
माइक्रोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन में क्या अंतर है?
माइक्रोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन के बीच मुख्य अंतर उनकी झिल्लियों में छिद्रों के आकार का है। माइक्रोफिल्ट्रेशन सूक्ष्म आकार के छिद्रों के साथ झिल्लियों का उपयोग करता है, जबकि अल्ट्राफिल्ट्रेशन सूक्ष्म छिद्र आकार के साथ झिल्लियों का उपयोग करता है, लेकिन छिद्र का आकार इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि एक छिद्र कण आकार का लगभग दसवां हिस्सा है। दूसरी ओर, नैनोफिल्ट्रेशन, नैनोस्केल छिद्रों वाली झिल्लियों का उपयोग करता है।
नीचे दी गई इन्फोग्राफिक एक साथ तुलना के लिए सारणीबद्ध रूप में माइक्रोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन के बीच अंतर को सूचीबद्ध करती है।
सारांश - माइक्रोफिल्ट्रेशन बनाम अल्ट्राफिल्ट्रेशन बनाम नैनोफिल्ट्रेशन
माइक्रोफिल्ट्रेशन अल्ट्राफिल्ट्रेशन और नैनोफिल्ट्रेशन के बीच मुख्य अंतर उनकी झिल्लियों में छिद्रों के आकार का है। माइक्रोफिल्ट्रेशन सूक्ष्म आकार के छिद्रों के साथ झिल्लियों का उपयोग करता है, जबकि अल्ट्राफिल्ट्रेशन सूक्ष्म छिद्र आकार के साथ झिल्लियों का उपयोग करता है, लेकिन छिद्र का आकार इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि एक छिद्र कण आकार का लगभग दसवां हिस्सा है।दूसरी ओर, नैनोफिल्ट्रेशन, नैनोस्केल छिद्रों वाली झिल्लियों का उपयोग करता है।
