La microfiltrazione è un processo meccanico di trattenimento di tutte le particelle con un diametro superiore a 0,3 micron. Il sistema filtrante non elimina i sali minerali come ad esempio potassio, sodio e calcio che sono fondamentali per l’organismo umano. Inoltre il processo di microfiltrazione elimina odori e sapori dell’acqua che risulta molto più gradevole da bere.

L’acqua filtrata con il processo di microfiltrazione mantiene le stesse caratteristiche chimiche dell’acqua erogata dall’acquedotto e quindi durezza, ph, conducibilità, sali minerali e residuo fisso restano inalterati. La microfiltrazione risulta adatta nelle acque molto leggere che hanno già una buona qualità, mentre è poco indicata per filtrare acque con durezza elevata, dove il sistema ad osmosi inversa risulta più efficente.

L’impianto di microfiltrazione è composto da due elementi fondamentali: Un filtro a sedimenti e un filtro a carbone attivo argentizzato. Può essere aggiunto anche uno sterilizzatore UV in specifici casi che è costituito da una lampada che elimina eventuali batteri presenti nell’acqua.

Il processo ad osmosi inversa

L’osmosi è un fenomeno ampiamente presente in natura: lo usano le cellule, la pelle, i reni, i polmoni, i pesci ecc.. Si tratta di un passaggio di sostanze da un ambiente all’altro. Ad esempio, le cellule del nostro corpo sono avvolte da membrane plasmatiche semipermeabili che permettono l’entrata e la fuoriuscita di particelle di piccole dimensioni come acqua e urea. Attraverso l’osmosi, il nostro corpo è in grado di purificarsi e mantenere un ambiente esterno ed interno favorevole alla vita della cellula.

Il processo di osmosi inversa è il più efficace e naturale sistema di purificazione dell’acqua. Con l’osmosi inversa si applica all’acqua una pressione indotta 30 volte maggiore rispetto a quella normale, costringendo le particelle di acqua a passare attraverso la membrana osmotica, trattenendo e scartando tutte le sue caratteristiche chimiche eliminando impurità e agenti chimici fino al 99,8%.

L’ultrafiltrazione è un processo di separazione attraverso una membrana mediato da bassa pressione che separa il particolato dalla componente solubile nel fluido (principalmente l’acqua) applicando una pressione transmembrana variabile tra i 0,5 e 5 bar. Le membrane per microfiltrazione hanno una dimensione dei pori compresi tra 0,01 e 0,10 µm e hanno un’ alta capacità di rimuovere batteri, alcuni virus, particelle colloidali. Minore è la dimensione nominale dei pori, maggiore è la capacità di rimuovere le sostanze.

Le membrane per ultrafiltrazione possono essere prodotte essenzialmente in una o due tipologie: tubolari o piane. Le membrane progettate in questa maniera sono normalmente prodotte su un substrato poroso. La singola unità operativa in base alla quale sono progettati i sistemi ad ultrafiltrazione è chiamata modulo. Ciascun modulo operativo è composto da membrane, strutture di supporto, acqua in alimento, scarico del concentrato e uscita del permeato. Due maggiori tipi di moduli UF si possono trovare sul mercato e più precisamente membrane a fibra cava e a spirale avvolta. La maggior parte dei materiali usati nell’Ultrafiltrazione sono polimerici e idrofobici. Tra i materiali polimerici abbiamo il Polisulfone (PS), Polithersulfone (PES), Polipropilene (PP), o Polivinilidenefluoride (PVDF).

Il processo della filtrazione può avvenire in due modalità e più specificatamente in modalità di filtrazione cieca (dead-end) o filtrazione tangenziale (cross-flow). La modalità dead-end è simile a quella della filtrazione a cartucce dove c’è solamente un flusso in alimento e un filtrato come flusso in uscita. La filtrazione dead-end permette un recupero di acqua di alimento che oscilla tra il 95 e 98%, ma tipicamente è limitato ad un flusso in alimento con un basso valore di Solidi Sospesi (<1 NTU). La filtrazione tangenziale è diversa dalla modalità dead-end in quanto c’è un flusso addizionale, il concentrato. La filtrazione tangenziale ha una percentuale di recupero di circa 90 – 95%.

I moduli UF contengono molti tubi o fibre con un diametro compreso tra 0,6 e 2 mm. Durante il passaggio della soluzione in alimento attraverso la parte interna del tubo, il permeato viene raccolto nell’area esterna al tubo detta “area cartuccia”. La filtrazione può essere eseguita in due modalità, sia dall’interno all’esterno (inside-out) che dall’esterno all’interno (outside-in). I sistemi di ultrafiltrazione sono progettati oggigiorno nella configurazione inside-out che permette di avere un minore intasamento delle membrane, un maggiore carico di particelle solide, maggiore superficie di filtrazione un maggiore facilità di lavaggio.

Il design delle membrane per UF a spirale avvolta consiste in un foglio di membrana avvolto su di un tubo perforato (che funge da supporto). Il foglio di membrana viene avvolto su se stesso molte volte per massimizzare la superficie di filtrazione e ridurre al minimo gli ingombri. Questo sistema di fabbricazione delle membrane è il più economico ma il più sensibile ad interferenze con eventuali inquinanti.