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A filtração é um processo físico que remove impurezas, microrganismos e pequenas partículas de uma solução com o objetivo de purificação.
Existem diversas técnicas de filtração, mas vamos abordar especificamente os processos de filtração por membrana que são realizados através de uma membrana semipermeável.
A medida que a solução passa através da membrana, as substâncias sólidas ficam retidas. Assim, os tipos de contaminantes que serão filtrados da amostra dependem diretamente do tamanho dos poros da membrana. O processo consiste em fazer o fluido atravessar a membrana, enquanto que os sólidos muito grandes para passar pelos poros são acumulados em sua superfície, dando origem à separação e purificação da amostra.
As metodologias pela técnica de membrana são classificadas em microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa.
A diferenciação entre elas está no tamanho dos poros da membrana, dessa forma é possível determinar o tamanho das partículas que serão retidas e a aplicação da filtração.
Microfiltração: pode reter partículas como células de microrganismos, células somáticas e glóbulos de gordura.
Ultrafiltração: moléculas, como proteínas e até vírus.
Nanofiltração: retém moléculas divalentes, como os sais minerais e açúcares.
Osmose reversa: pode reter todos os tipos de partículas e moléculas, inclusive íons, deixando apenas a água atravessar a membrana.
A microfiltração é utilizada para reter partículas com tamanhos entre 0,1µm a 10µm. Possui poros maiores retendo partículas de grande peso molecular. Pode ser empregada em muitos processos industriais e análises laboratoriais, desde a purificação da água para diversas aplicações até a redução da carga microbiana de uma determinada amostra.
Muito utilizada também para filtração de meios de cultura e solventes orgânicos, além da filtração de líquidos antes da sua utilização em equipamentos como na cromatografia líquida de alta performance e citometria de fluxo. A microfiltração é o método preferencial de esterilização de algumas soluções que contêm componentes termossensíveis (p. ex., líquidos intravenosos).
A ultrafiltração também é chamada de filtração por membrana ou concentração por membrana. As membranas de ultrafiltração possuem uma porosidade alta e um tamanho de poro estreito distribuídos na camada seletiva e são frequentemente caracterizadas por um limite de peso molecular. A remoção de endotoxina em soluções aquosas pode ser realizada por ultrafiltros. Além disso, a ultrafiltração como método de remoção de pirogênios tem sido aplicada com sucesso em ampla faixa de fármacos e soluções de baixo a médio peso molecular.
Para esse tipo de filtração os poros têm tamanho inferior a um micrometro e, portanto, são medidas em nanômetros. A nanofiltração é aplicada nas etapas de purificação da água potável e principalmente na descoloração e remoção de micro poluentes. O método consegue reter muitas substâncias, inclusive os sais, mas não deixa a água totalmente pura. Seria o processo intermediário entre ultrafiltração e osmose reversa.
A osmose reversa também conhecida como hiperfiltração busca fundamentalmente o equilíbrio. Quando uma solução é separada da água pura por uma membrana, as moléculas de água passam através da membrana para diluir a solução até que a diferença de altura entre a solução e a água alcance um valor típico. Essa diferença potencial típica é chamada de pressão osmótica. Assim, a membrana permite que a água e alguns pequenos solutos em uma solução passem por ela, mas nada mais.
A filtração efetiva sempre exige que uma pressão seja aplicada através do filtro agindo como a força motriz que impulsiona o fluido.
Dispositivos de filtração podem ser classificados como filtros de pressão ou a vácuo. No primeiro, uma pressão é aplicada para forçar o fluido a atravessar o filtro, enquanto no segundo é criado um vácuo além do filtro. Filtros a vácuo geralmente são projetados para operação contínua. A diferença de pressão através do filtro é criada por uma bomba de vácuo anexada na parte inferior do filtro.
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