Microscopio elettronico 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

Reiezione Concentrato Feed Fs-Fp Fs Fp Permeato

Reiezione di Membrane MW RZ Cmax % Saccarosio Lattosio Proteine Glucosio Coloranti Urea Batteri Virus 342 360 >10000 198 400-900 60 >5000 <100000 100 99.9 80-95 25 10-20 -

Reiezione di Membrane RZ Cmax % CATIONI Na+,Ca++, Mg++.. ANIONI CL-,HCO3-,SO4--... 88-99 94-100 3-12

Membrane per Ultrafiltrazione CUT-OFF D (A) L(H2O)/min/m2 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

Membrane cellulari:  del sangue circa 7 atm (Van,t Hoff) primo Nobel in chimica 1901 = C RT membrana C= kmoli/m^3  R= 8314 T=k Ex: Monosaccaride (mw=160), C=100 kg/m^3= 100/160 kmoli/m^3 T=300 K =100/160*8314*300=1558875 Pa=15 atm Membrane cellulari:  del sangue circa 7 atm J = K*A*(P-) kg/(h m^2atm)

A P P >  Polarizzazione Concentrato Feed Concentrato Feed Permeato Permeato

Trasporto di “volume” micro/ultra filtrazione ω= porosità r = raggio dei pori τ= tortuosità μ= viscosità

Osmosi inversa ρ = permeabilità =m2 /(Pa s) Dialisi Flusso di un soluto Elettrodialisi

Cf Cp feed permeato ∆z

Membrana tubolare

Membrana tubolare (cont’d)

membrane a fibra cava

membrane a fibra cava (cont’d))

Feed Concentrato Permeato Permeato Feed Concentrato Permeato

14 m3/h acqua osmotizzata

MEMBRANE IONICHE CATIONICHE: Impermeabili ai Cationi ANIONICHE: Impermeabili agli Anioni Membrane di tipo Microporoso Formate da una matrice Polimerica Nella quale si fissano gruppi ionici Polimerizzazione di: stirene, divinilbenzene, monomeri acrilici, fenoli...

Gruppi fissi (solidi) Ioniche Gruppi Mobili (liquidi) Membrane Artificiali Liquide (benzene, Siliconi) NON Ioniche Solide (Paraffine,quarzo)