Determinação do tamanho de poros de membranas de microfiltração pelo método do ponto de bolha e microscopia eletrônica de varredura

Abstract

Atualmente, encontram-se no mercado membranas com diversos tamanhos de poros. Para saber o diâmetro dos poros da membrana, muitos testes podem ser feitos. Dentre estes, destaca-se o teste do ponto de bolha, o qual tem como base a pressão necessária para fazer passar um gás através dos poros de uma membrana. Para o experimento foi utilizado um módulo de permeação dead-end, membranas de acetato de celulose de 0,2 μm e 0,45 μm, membranas de éter de celulose de 0,22 μm, membranas de polietersulfona de 0,45 μm e membranas de teflon de 0,22 μm. Além disso, para a análise das imagens obtidas por MEV foi utilizado dois softwares, ImageJ e MATLAB. As membranas de AC 0,22 μm, AC 0,45 μm e EC de 0,22 μm foram classificadas como membranas porosas isotrópicas. A membrana de PES de 0,45 μm foi classificada como membrana porosa anisotrópica. Para a avaliação do ponto de bolha através da equação ASTM, os erros percentuais encontrados foram de 195% em relação ao valor nominal para a membrana de AC 0,2 μm, 264% para a membrana de AC 0,45 μm, 178% para a membrana de EC 0,22 μm e 59% para a membrana de PES 0,22 μm. Para a equação da Wenten, que também avalia o ponto de bolha, os erros percentuais encontrados foram de 105% para a membrana de AC 0,2 μm, 152% para a membrana de AC 0,45 μm, 52% para a membrana de EC 0,22 μm e 10% para a membrana de PES 0,22 μm. Para a membrana de acetato de celulose com 0,2 μm, notou-se que para magnificações inferiores a 3000 vezes, o software MATLAB foi mais eficiente, mas que para magnificações superiores a 3000 vezes, o ImageJ forneceu resultados mais próximos do diâmetro nominal, fornecido pelo fabricante. A membrana de AC 0,45 μm apresentou melhores resultados com software MATLAB. Para membrana de EC 0,22 μm, notou-se que para magnificações entre 2000 a 3000 vezes, o software MATLAB foi mais eficiente, mas que para magnificações superiores a 3000 vezes, o ImageJ forneceu melhores resultados. Para a membrana de PES 0,45 μm, notou-se que para ambos os softwares, o aumento da magnificação aproximou o diâmetro do poro ao diâmetro real. Para a membrana de teflon com 0,22 μm, notou-se que para 2000 a 3000 vezes, o software MATLAB foi mais eficiente, mas que para magnificações superiores a 3000 vezes, o ImageJ forneceu melhores resultados.

Currently membranes with various pore sizes are available in the market. To know the diameter of the membrane pore, many tests can be done. The bubble point test is based on the pressure required to pass a gas through a membrane. For the experiment, a dead-end permeation module, cellulose acetate membranes 0,22 and 0,45 μm, cellulose ether membranes 0,22 μm, polyethersulfone membranes 0,45μm and teflon membranes 0,22 μm were used. In addition, for the analysis of the images obtained by SEM it was used two softwares, ImageJ and MATLAB. AC 0,22 μm, AC 0,45 μm and EC 0,22 μm EC membranes were classified as isotropic dense membranes. PES 0,45 μm membrane was classified as anisotropic dense membrane. For the ASTM equation, the percentage errors found were 195% for the AC 0,2 μm membrane, 264% for the AC 0,45 μm membrane, 178% for the EC 0,22 μm membrane, and 59% for the PES 0,22 μm membrane. For the Wenten equation, the percentage errors found were 105% for the AC 0,2 μm membrane, 152% for the AC 0,45 μm membrane, 52% for the EC 0,22 μm membrane and 10% for the PES 0,22 μm membrane. For the 0,2 μm cellulose acetate membrane it was noted that for magnifications less than 3000 times, the MATLAB was more efficient, but for magnifications greater than 3000 times, ImageJ obtained better results. The 0.45 μm AC membrane obtained better results with MATLAB software. For EC 0,22 μm membrane, it was noted that for magnifications between 2000 to 3000 times, the MATLAB software was more efficient, but for magnifications greater than 3000 times, the ImageJ obtained better results. For the PES 0,45 μm membrane, it was noted that for both software, the magnification increase approximated the pore diameter to the actual diameter. For the Teflon 0,22 μm membrane, it was noted that for 2000 to 3000 times, MATLAB software was more efficient, but for magnifications greater than 3000 times, ImageJ obtained better results.