Đối với membrane có đường kính mao dẫn lớn, ban đầu dòng chuyển qua membrane sẽ lớn hơn so với những membrane có kích thước lỗ nhỏ, nhưng theo thời gian, lưu lượng dòng chuyển qua lại nhỏ đi dần dần, do có một số cấu tử trong canh trường sau lên men có thể chui được vào trong các mao dẫn và bị kẹt lại ở đấy. Ngược lại, hiện tượng này sẽ không xảy ra nếu membrane sử dụng với mao dẫn có đường kính nhỏ hơn kích thước các cấu tử trong canh trường, lúc này thì các phân tử không bị mắc lại mà sẽ trôi qua dưới lực kéo lớn của dòng chảy.
Vì thế khi sử dụng membrane có kích thước mao dẫn bằng hay nhỏ hơn không đáng kể so với kích thước của các phần tử muốn tách thì dòng chảy ban đầu sẽ thuận lợi nhưng đó chỉ diễn ra trong thời gian ngắn, sau đó là sự khó khăn hơn vì sự tắc nghẽn dòng chảy sẽ diễn ra nhanh hơn.
Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng cho thấy rằng không phải kích thước mao quản càng nhỏ thì lưu lượng dòng càng cao mà tồn tại một điểm giới hạn kích thước mà tại đó hiệu quả của màng là cao nhất. Nếu kích thước mao quản nhỏ hơn nữa thì lưu lượng dòng chảy sẽ trở lên kém.
− Điển hình như trong trường hợp nghiên cứu của H. Chèze-Lange et al. (2002), ông đã chỉ ra rằng đối với membrane có đường kính mao dẫn 0.2 μm, tuy mật độ sinh khối thu được là cao nhưng độ thấm của dòng permeate thấp, chỉ đạt 29%, tổng trở lực qua màng cao, khoảng 200x10-11 (1/m). Trong khi ở membrane có kích thước lỗ 0.8 μm cho kết quả khả quan hơn, tổng trở lực qua màng thấp 67x10-11 (1/m), dòng permeate thu được cao (58%).
Cũng trong bài báo đó, ông đã khảo sát trên dòng permeate chứa sản phẩm alginate được thu nhận bằng membrane ceramic từ canh trường sau 50h nuôi cấy bởi Azotobacter
vinelandii thu được kết quả như bảng 2.5.
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của kích thước lỗ membrane lên mật độ tế bào trong dòng lọc
Kích thước lỗ membrane (μm)
Nồng độ tế bào trong dòng lọc (tế bào/dm3)
0.2 0.45 0.8 1.4 7x105 10x105 15x105 86x105
Vi khuẩn được giữ lại khá hiệu quả trên các loại membrane ngoại trừ trường hợp membrane có kích thước quy định lỗ 1.4 μm, kích thước lỗ càng lớn thì tế bào vi sinh vật lọt qua membrane đi vào dòng sản phẩm càng nhiều. Có thể kết luận là membrane 1.4 μm không thể thu nhận và hồi lưu tế bào, nên không thể ứng dụng trong MBRs.
− Akinori Ogawa et al. (1995) đã tiến hành nuôi cấy Aspergillus oryzae sinh tổng hợp enzyme protease trong hệ thống nuôi cấy môi trường lỏng trên bề mặt membrane MSLC, sử dụng membrane vi xốp polysulfone có kích thước lỗ khác nhau. Ông kết luận rằng với kích thước lỗ 0.2 μm (SE 20, Fuji Photo Film Co.), không có sợi nấm nào trong môi trường. Trong khi với kích thước lỗ 0.45 μm (SE 45, Fuji Photo Film Co.), có thể thấy sợi nấm trong môi trường lỏng sau 8 ngày nuôi cấy. Với kích thước lỗ 3 μm (SE300, Fuji Photo Film Co.), sợi nấm thấm qua các lỗ membrane ngay từ lúc đầu và sinh trưởng ở mọi vùng quanh membrane cũng như bên trong membrane.
Vì vậy, có thể nói bản chất của membrane ảnh hưởng khá quyết định đến quá trình phân tách vi sinh vật từ canh trường sau lên men. Việc chọn membrane như thế nào cho phù hợp còn bị chi phối rất nhiều bởi các thông số của quá trình lên men sinh tổng hợp sản phẩm cũng như những điều kiện xung quanh.