Filtratieprincipe

Filtratieprincipe is een fundamenteel concept in de scheidingswetenschap dat beschrijft hoe een mengsel kan worden gescheiden door passage door een poreuze barrière. Deeltjes groter dan de porie worden tegengehouden, terwijl kleiner materiaal door de barrière heen kan passeren. De drijvende kracht achter filtratie kan variëren van zwaartekracht of hydrostatische druk tot vacuüm en centrifugale krachten. Afhankelijk van de structuur van het filtratiemiddel onderscheiden we twee hoofdtypen: dieptefiltratie, waarbij verontreinigingen worden vastgehouden in de veldrijke porie en vezelstructuur, en oppervlaktefiltratie, waarbij de verontreinigingen vooral op het oppervlak van de barrière blijven liggen.

Membranen vormen een belangrijke subcategorie binnen filtratie en worden onderverdeeld naar poriegrootte: macrofiltratie (>50 μm), microfiltratie (ongeveer 0,1–5 μm), ultrafiltratie (2–100 nm), nanofiltratie (ongeveer 1–2 nm) en omgekeerde osmosethechnieken zoals reverse osmosis (RO) die op circa 0,1 nm tabelt. Filtratie kan plaatsvinden als dead-end filtratie, waarbij alle vloeistof door het filter gaat, of als cross-flow filtratie, waarbij de vloeistof langs het oppervlak wordt geleid en verontreinigingen meedrijven of achterblijven.

Toepassingen van het filtratieprincipe zijn onder meer drinkwater- en afvalwaterbehandeling, voedsel en dranken, farmaceutische productie en biotechnologie, en medische toepassingen zoals dialyse. Uitdagingen zijn onder meer fouling en membraanverontreiniging, wat onderhoud, reiniging en vervanging noodzakelijk maakt. Innovaties richten zich op antifouling-materialen, integratie met adsorptie of andere scheidingstechnieken en energiebesparing bij drukgedreven filtratie.