Ultrafiltração

Ultrafiltração é um processo de separação por membrana utilizado para remover partículas de tamanho relativamente grande de uma solução líquida. Trata-se de uma técnica de filtração sob pressão, na qual uma membrana semipermeável retém solutos de alto peso molecular e permite a passagem de água e de solutos de baixo peso molecular. O ponto de corte de peso molecular (MWCO) caracteriza a seletividade da membrana e define quais moléculas são retidas. Em geral, as membranas de ultrafiltração possuem poros na faixa de aproximadamente 0,01 a 0,1 micrômetro, o que corresponde a MWCO entre cerca de 1 e 1000 kDa. O permeado contém água e solutos pequenos, enquanto o retentado concentra macromoléculas como proteínas, polissacarídeos e pigmentos.

O fluxo é tipicamente mantido sob pressão, em configuração de fluxo transversal (cross-flow), para reduzir o acúmulo de sólidos na superfície da membrana. A fouling ou entupimento é um desafio comum e requer pretreamento adequado da água, limpeza química periódica e, às vezes, escalonamento de operação. A eficiência depende da compatibilidade entre o alimento ou solvente e o tipo de membrana, bem como do regime de operação.

Tipos de membrana e módulos incluem materiais poliméricos (por exemplo, poliaso, polifenilas, polieterimida) e cerâmicos, com formatos como hollow fiber, spiral-wound e tubular. Aplicações típicas abrangem purificação de água, tratamento de águas residuais, concentração de proteínas e clarificação de bebidas, processamento de laticínios, e filtragem em setores farmacêuticos e biotecnológicos.

Vantagens comuns incluem maior leveza energética em relação à osmose reversa para certas massas moleculares e operação relativamente suave para biomoléculas. Limitações envolvem capacidade de remoção limitada de sais, sensibilidade a fouling e necessidade de pretreamento e manutenção. Ver também: microfiltração, nanofiltração, osmose reversa.