Tofauti kuu kati ya uchujaji mdogo wa kichujio na nanofiltration ni ukubwa wa vinyweleo kwenye utando wake. Uchujaji mdogo hutumia utando wenye vinyweleo vya ukubwa mdogo, ilhali uchujaji zaidi hutumia utando wenye ukubwa mdogo wa tundu, lakini saizi ya tundu imeundwa kwa njia ambayo pore ni karibu moja ya kumi ya ukubwa wa chembe. Nanofiltration, kwa upande mwingine, hutumia utando wenye matundu ya nanoscale.
Uchujaji wote kwa kiwango kidogo, uchujaji mwingi na nanofitration ni aina za mbinu za uchanganuzi za uchujaji wa utando ambazo ni muhimu katika michakato ya utenganishaji. Mbinu hizi ni muhimu sana kama hatua za utakaso katika mchakato.
Michujio midogo ni nini?
Uchujaji mdogo ni mbinu ya uchanganuzi ambayo ni muhimu kwa uchujaji. Kioevu kilichochafuliwa kinaweza kupitishwa kupitia utando wenye vinyweleo vidogo ili kutenganisha vijidudu na chembe zilizosimamishwa kutoka kwa kioevu hiki. Mbinu hii ya uchanganuzi hutumiwa kwa kawaida pamoja na michakato mingine mbalimbali ya utengano, ikiwa ni pamoja na uchujaji wa juu zaidi na osmosis ya nyuma. Hii hutoa mtiririko wa bidhaa ambao hauna uchafu wowote usiohitajika.
Kielelezo 01: Mfumo wa Kuchuja Midogo
Kwa kawaida, uchujaji mdogo hutumika kama mbinu ya matibabu ya awali ambayo ni muhimu katika mbinu za kutenganisha kama vile kuchuja kwa wingi. Zaidi ya hayo, tunaweza kuitumia kama hatua ya baada ya matibabu kwa michakato ya uchujaji wa midia ya punjepunje. Kwa kawaida, ukubwa wa pore kwa microfiltration ni kati ya mikromita 0.1 hadi 10. Utando unaotumiwa kwa uchujaji huu umeundwa mahsusi kuzuia upitishaji wa mashapo, mwani, protozoa na bakteria wakubwa. Zaidi ya hayo, vichujio hivi vina mwelekeo wa kuruhusu upitishaji wa nyenzo za ioni kama vile molekuli za maji, spishi zinazobadilikabadilika kama vile ioni za sodiamu na kloridi, vitu vya asili vya kikaboni ambavyo huyeyushwa katika umajimaji, koloidi ndogo na virusi.
Katika njia hii ya mchakato wa kuchuja kidogo, tunahitaji kupitisha umajimaji kupitia utando kwa kasi ya juu (takriban 1-3m/s). Hapa, tunaweza kutumia shinikizo la chini hadi la wastani ambalo ni sambamba au tangential kwa utando unaoweza kupenyeza nusu. Utando kawaida huwa katika umbo la laha au umbo la jedwali. Tunaweza kutumia pampu kuruhusu umajimaji kupita kwenye kichujio cha utando. Pampu hii inaweza kuendeshwa na shinikizo au ombwe.
Kuna matumizi kadhaa ya uchujaji mdogo, ikiwa ni pamoja na kutibu maji ili kuondoa vimelea vya magonjwa kama vile protozoa, kuondoa tope, n.k. usafishaji, usafishaji wa mafuta ya petroli, usindikaji wa maziwa, ufafanuzi na utakaso wa mchuzi wa seli, ufafanuzi wa dextrose, n.k.
Uchuchuzio ni nini?
Ultrafiltration ni mbinu ya uchanganuzi ambapo nguvu kama vile shinikizo au upinde rangi wa ukolezi hutumiwa kutenganisha kupitia utando unaopenyeza nusu. Kwa njia hii, yabisi iliyosimamishwa yenye uzito mkubwa wa Masi haiwezi kupita kwenye utando wakati maji na soluti za chini za molekuli zinaweza kupita. Mabaki ambayo hayawezi kupita kwenye utando hujulikana kama retentate, ambapo sehemu inayoweza kupita kwenye kichujio inajulikana kama permeate au filtrate. Mbinu hii ni muhimu katika utakaso na hatua za kuzingatia.
Kielelezo 02: Mbinu ya Mtiririko Mtambuka
Kimsingi, uchujaji wa juu zaidi ni sawa na uchujaji mdogo kwa sababu mbinu hizi zote mbili hutenganisha kulingana na kutengwa kwa ukubwa au mbinu ya kukamata chembe. Hata hivyo, kimsingi ni tofauti na utenganisho wa gesi ya utando kwa sababu utengano huu unahusisha utengano kwa kutumia mbinu za kunyonya na usambaaji.
Kwa ujumla, ukubwa wa tundu la utando unaotumika katika kichujio cha juu zaidi lazima iwe sehemu moja ya kumi ya saizi ya chembe ambayo inapaswa kutenganishwa. Kwa hiyo, inapunguza kuingia kwa chembe kubwa kupitia membrane. Hata hivyo, pia inazuia kuingia kwa chembe ndogo kupitia pores na kuzitangaza kwenye uso wa pore. Zinaweza kuzuia lango, kwa hivyo tunahitaji marekebisho rahisi ya kasi ya mtiririko ili kutoa chembechembe.
Nanofiltration ni nini?
Nanofiltration ni mbinu ya uchanganuzi inayotumia uchujaji wa utando hasa ili kulainisha na kuua maji maji. Ni aina ya njia ya kuchuja utando kwa kutumia ukubwa wa pore katika nanoscale. Ukubwa wa pore ni kati ya 1-10nm. Ukubwa huu wa pore ni ndogo kuliko ukubwa wa pore katika microfiltration na ultrafiltration. Lakini saizi ya pore ni kubwa kwa kulinganisha kuliko saizi ya pore katika osmosis ya nyuma.
Kielelezo 03: Uchujaji kwa ajili ya Kuondoa chumvi kwenye chumvi
Kwa kawaida, utando ambao tunaweza kutumia kwa ajili ya utayarishaji wa utando unaotumika katika uchujaji wa nanofilamu ni filamu nyembamba za polima. Tunaweza kutumia nyenzo kama vile polyethilini terephthalate au metali kama vile alumini kuandaa aina hii ya filamu ya utando. Tunaweza pia kudhibiti vipimo vya vinyweleo vya utando huu kwa kudhibiti pH, halijoto na muda unaohitajika kwa ajili ya ukuzaji wa tundu.
Kuna matumizi mengi tofauti ya mbinu za nanofiltration, ikiwa ni pamoja na kemia bora na dawa, kemia ya mafuta na petroli, kemia kwa wingi, dawa, uzalishaji wa mafuta asilia muhimu na bidhaa zinazofanana na hizo, n.k.
Kuna tofauti gani kati ya Uchujaji wa Kuchuja Mikrofita na Nanofiltration?
Tofauti kuu kati ya uchujaji mdogo wa kichujio na nanofiltration ni ukubwa wa vinyweleo kwenye utando wake. Uchujaji mdogo hutumia utando wenye vinyweleo vya ukubwa mdogo, ilhali uchujaji zaidi hutumia utando wenye ukubwa mdogo wa tundu, lakini saizi ya tundu imeundwa kwa njia ambayo pore ni karibu moja ya kumi ya ukubwa wa chembe. Nanofiltration, kwa upande mwingine, hutumia utando wenye matundu ya nanoscale.
Infografia iliyo hapa chini inaorodhesha tofauti kati ya uchujaji wa kuchuja kidogo sana na nanofiltration katika umbo la jedwali kwa ulinganishi wa ubavu.
Muhtasari – Uchujaji mdogo dhidi ya Uchujaji wa Juu dhidi ya Nanofiltration
Tofauti kuu kati ya uchujaji mdogo wa kichujio na nanofiltration ni ukubwa wa vinyweleo kwenye utando wake. Uchujaji mdogo hutumia utando wenye vinyweleo vya ukubwa mdogo, ilhali uchujaji zaidi hutumia utando wenye ukubwa mdogo wa tundu, lakini saizi ya tundu imeundwa kwa njia ambayo pore ni karibu moja ya kumi ya ukubwa wa chembe. Nanofiltration, kwa upande mwingine, hutumia utando wenye matundu ya nanoscale.
