限外ろ過と逆浸透膜の大きな違いは、限外ろ過は0.01～0.1ミクロンまでの微粒子を分離できるのに対し、逆浸透膜は0.0001ミクロンまでと、より微小な物質を分離することができる点です。
また、限外ろ過では乳タンパク質、ゼラチン、エンドトキシンパイロゲン、コロイダルシリカ、ウイルスなどを、逆浸透では金属イオン、水性塩、合成色素、乳糖などを溶液中から分離することができる。
限外ろ過と逆浸透は、多孔質媒体または膜に水を強制的に通して、水から粒子状物質を除去するろ過方法です。
主な対象分野
- 限外ろ過とは
– 定義、プロセス、重要性 - 逆浸透膜とは
– 定義、プロセス、重要性 - 限外ろ過と逆浸透膜の類似点とは？
– 共通点の概要 - 限外ろ過と逆浸透膜の違いについて
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
膜ろ過、浸透、逆浸透、限外ろ過、浄水器
限外濾過とは
限外ろ過は、浸透圧または逆浸透圧の原理を利用して溶液をろ過する方法です。
一般的には、それぞれ濃度勾配や静水圧を利用して操作します。
一方、ろ過には半透膜や多孔質体を使用する。
図1: 限外ろ過 – 飲料水処理
さらに、浄水処理において重要なプロセスです。
しかし、膜や多孔質体を水や低分子溶質が通過してしまう。
そのため、逆浸透膜の前濾過法として使用されることもあります。
逆浸透膜（RO膜）とは
逆浸透膜は、飲料水からイオンやその他の不要な分子を除去する浄水方法です。
しかも、半透膜を隔てて水分子が水ポテンシャルの勾配を移動する浸透現象とは逆の働きをする。
そのため、浸透圧よりも高い圧力をかける必要がある。
図2：逆浸透膜製造装置
一方、逆浸透膜は、細菌やウイルスなどの粒子状物質や生物学的物質を含まない純水を製造することができる。
そのため、医薬用水の製造に重要な役割を担っている。
限外ろ過と逆浸透膜の類似性
- 限外ろ過と逆浸透膜は、水から微粒子を分離するためのろ過方法です。
- そのため、水の浄化に重要な役割を担っています。
- 水は半透膜や多孔質体を通過します。
- さらに、水の移動のための力は、圧力勾配または濃度勾配のいずれかになります。
- さらに、孔の大きさによって、分離する粒子の大きさが決まる。
限外ろ過と逆浸透膜の違い
定義
限外ろ過とは、コロイド粒子やウイルス、高分子を保持できるほど微細な媒体を用いたろ過方法です。
一方、逆浸透とは、多孔質膜に浸透圧以上の静水圧をかけると、溶媒が自然浸透とは逆の方向に透過する現象です。
ろ過のしくみ
限外ろ過のろ過機構には、浸透圧と逆浸透圧があり、逆浸透圧は自然浸透圧と逆向きに発生します。
ポアサイズ
また、限外ろ過の孔径は0.01μm以上ですが、逆浸透膜の孔径はもっと小さくなっています。
分離された微粒子の大きさ
限外ろ過と浸透膜の大きな違いは、ろ過の範囲です。
限外ろ過は0.01～0.1ミクロンまでの微粒子を分離することができ、逆浸透膜は0.0001ミクロンまでのもっと微小な物質を分離することができます。
分子量
さらに、限外ろ過は1kDaまでの分子を除去でき、逆浸透膜は水に含まれるすべての元素を除去できる。
分子の種類
限外ろ過は、乳タンパク質、ゼラチン、エンドトキシンパイロゲン、コロイダルシリカ、ウイルスなどを溶液から分離できるが、逆浸透は、金属イオン、水性塩、合成色素、乳糖を溶液から分離できる。
意義
一般に、逆浸透膜はすべての元素を除去した純水を製造するが、限外ろ過は逆浸透膜の前ろ過法として用いられる。
結論
限外ろ過は、基本的に溶液から粒子状物質を分離するろ過方法です。
ここで、溶液は0.01マイクロメートル以上の孔を持つ膜または多孔質媒体を通過する。
そのため、乳タンパク質、ゼラチン、コロイダルシリカ、ウイルスなどの粒子を溶液から除去することができる。
一方、逆浸透膜は、溶液から粒子状物質を分離する方法です。
一般に、浸透圧より高い静水圧を加えることで、浸透圧と逆の働きをする。
さらに、溶液中の粒子状物質をすべて除去し、純水を得ることができる。
したがって、限外ろ過と浸透圧の主な違いは、ろ過の範囲にある。
リファレンス
- Woodard, J. “What Is Ultrafiltration? 限外ろ過膜のしくみ”. Fresh Water Systems, 30 Jan. 2019, Available Here.
- “逆浸透と限外ろ過の授業レクチャー”. Scribd, Scribd, Available Here.
