Qu’est-ce qu’un filtre à membrane ?
Les filtres à membrane sont utilisés pour éliminer les particules fines des solutions. La filtration à l’aide de filtres à membrane, aussi appelée microfiltration, élimine de manière fiable les particules plus grandes que la taille des pores du filtre. Toutefois, comme les filtres à membrane ont tendance à se colmater, ils sont souvent soumis à une filtration grossière à l’aide d’un préfiltre avant la filtration.
Une grande variété de matériaux filtrants à membrane sont utilisés comme filtres, notamment le PTFE, le PVDF, le PES, l’ester mixte de cellulose et le polypropylène. Lors de l’utilisation d’un filtre à membrane, il est nécessaire de sélectionner un filtre approprié en fonction de la résistance chimique du matériau filtrant, de l’adsorption ou non des composants de l’échantillon par le matériau filtrant et de la taille des pores du filtre, qui doit être suffisamment petite pour permettre l’élimination des particules.
Utilisations des filtres à membrane
Les filtres à membrane sont constitués d’une membrane. La filtration des liquides est une pratique courante dans de nombreuses industries, telles que l’alimentation et les boissons, le médical et l’électronique, les produits chimiques et les textiles. Les filtres à membrane sont utilisés dans un processus connu sous le nom de microfiltration.
La microfiltration est un processus qui retient complètement les substances plus grandes que la taille des pores de la membrane, ce qui permet d’éliminer de manière stable les impuretés des liquides. La microfiltration à l’aide de filtres à membrane est donc utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs, où même des quantités infimes de matières étrangères ne sont pas autorisées, et avant le remplissage de produits destinés à être vendus sous forme de solutions.
Matériaux des filtres à membrane
Les filtres à membrane sont constitués d’une grande variété de matériaux. Il s’agit par exemple du PTFE, polytétrafluoroéthylène, du PVDF, polyfluorure de vinylidène, du PES, polyéthersulfone, du nylon, des esters de mélange de cellulose et du polypropylène.
Tous ces polymères présentent une résistance variable aux solvants organiques, aux acides et aux bases, et ont des structures chimiques très différentes. Par conséquent, outre la durabilité de la solution à filtrer, la facilité d’adsorption de l’échantillon sur la membrane filtrante doit également être prise en compte.
Construction des filtres à membrane
Les filtres à membrane sont comparés aux préfiltres, également appelés pré-filtres. Il s’agit du même filtre mais sa structure interne et son mécanisme de piégeage des particules sont différents. Les préfiltres, également appelés filtres en profondeur, sont constitués de matériaux fibreux, tels que le verre, qui sont pressés les uns contre les autres. Par conséquent, la taille des voies d’écoulement dans le filtre n’est pas constante. De plus, pendant la filtration, les grosses particules sont piégées par le colmatage au milieu de la voie d’écoulement. Toutefois, si une quantité excessive d’eau traverse le filtre, les particules colmatées peuvent être expulsées du filtre.
Les filtres à membrane, quant à eux, ont un diamètre de pore maximal spécifié. Aucune voie d’écoulement ne peut être plus grande que le diamètre de pore du catalogue. Les particules plus grandes que le diamètre des pores sont donc piégées à la surface du filtre et complètement séparées du filtrat. Cependant, comme toutes les particules s’accumulent à la surface du filtre, les filtres à membrane sont susceptibles de se colmater. Dans les processus actuels, la filtration est souvent effectuée d’abord avec un préfiltre pour une filtration simple et ensuite avec un filtre à membrane.