Mikrofiltracija je vrsta filtracije koja koristi posebne membrane s mikroskopskim porama veličine od 3.9 milijunti dio inča (oko 1 mikrometar) do 390 milijunti dio inča (oko 10 mikrometara). Veličina pora je ono što mikrofiltraciji daje ime. Koristi se za uklanjanje svih čestica koje su veće od 39 milijuna inča (oko 1 mikrometar) iz otopine.
Toplinska sterilizacija obično nije poželjna za upotrebu sa svim tekućinama. Neka pića, kao što su sok, vino i pivo, gube okus kada se zagrije; isto tako, neki lijekovi gube svoju učinkovitost kada se zagrijavaju. Jedna od glavnih primjena mikrofiltracije je hladna sterilizacija. Bakterije su veće od mikrometra, pa se te mikro membrane koriste za uklanjanje bakterija iz tekućina bez korištenja topline.
Mikrofiltracija se također koristi za pročišćavanje otpadnih voda kako bi se voda sigurno vratila u okoliš. Koristi se za odvajanje ulja i vode, a može se koristiti i za odvajanje masti iz prehrambenih proizvoda, a pritom ostavlja vodu i proteine. Također, može se koristiti kao predtretman vode za druge procese, kao što je reverzna osmoza.
Općenito, sva filtracija djelomično djeluje postupkom difuzije. Svaka molekula otopine ima neku kinetičku energiju i kreće se okolo, odbijajući se od drugih molekula i stijenki spremnika. One molekule koje udare u filtar prolaze kroz njega i njime se filtriraju.
Sustav mikrofiltracije općenito se sastoji od čiste tekućine i otopine odvojene mikrofilterom. Nizak se tlak primjenjuje na stranu otopine koja je tjera kroz mikrofilter višom brzinom nego što bi sama difuzija dopustila. Filter uklanja sve velike čestice, a tekućina koja izlazi s druge strane pročišćava se od svega što je veće od pora u filteru.
Postoji uobičajena varijacija mikrofiltracije koja se zove mikrofiltracija s poprečnim protokom (CFMF). U ovoj verziji, tekućina se pumpa tangencijalno preko površine mikrofiltera. Pročišćena tekućina pada kroz filter i skuplja se ispod njega. Prednost mikrofiltracije s poprečnim protokom je u tome što trenutnim sustavima za gospodarenje otpadom omogućuje povećanje dotoka bez dodavanja novih digestora za pumpanje tekućina kroz mikrofiltere. S CFMF, tekućine samo moraju teći preko dodatnih filtera, čime se smanjuje potreba za novom opremom.
Tvrde ili oštre čestice u dotoku mogu oštetiti mikrofiltre. Zbog toga je obično važno da se sve tekućine prethodno filtriraju prije mikrofiltriranja. To omogućuje uklanjanje najvećih, najopasnijih čestica prije nego što budu mogle oštetiti osjetljive mikrofiltre.