Membranas

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TECNOLOGÍAS DE MEMBRANA

DOCUMENTO PREPARADO POR I.Q. BEATRIZ CUARTAS GIA upb

MARCO TEóRICO

2.1. GENERALIDADES

2.1.1. Generalidades de las tecnologías a evaluar

2.1.1.1. Definición de membrana

Una membrana es un film delgado (fino) que separa dos fases y actúa como una barrera selectiva al transporte de materia. Debido a un gradiente de potencial químico entre las dos fases. Auna membrana entra una corriente de alimentación y salen dos corrientes permeado y rechazo.

Las membranas se clasifican de acuerdo a los siguientes parámetros:

Fuerza directora
Mecanismo de separación
Estructura de la membrana
Fases de contacto

Tabla 1. Clasificación General de las operaciones de membrana

|Operación |Fuerza |Mecanismo de separación|Estructura de membrana |Fase |
| |directora | | | |
| | | | | 1 2 |
|Microfiltración |Presión|Cribado |Macroporos |L |L |
|Ultrafiltración |Presión |Cribado |Mesoporos |L |L |
|Nanofiltración |Presión |Cribado + (solución/difusión +exclusión) |Microporos |L |L |
|Osmosisinversa |Presión |Solución/difusión +exclusión |Densa |L |L |

L: Líquido.

2.1.1.2. Clasificación de las membranas

Según el mecanismo de separación

Membranas porosas (efecto Criba) poseen poros finos de diferentes tamaños: macroporos, mesoporos y microporos.

Las operaciones de Microfiltración (MF),Ultrafiltración (UF), Nanofiltración (NF) y diálisis usan membranas porosas.

Membranas no porosas: La estructura de la membrana se clasifica como densa. Las operaciones que utilizan este tipo de estructura son: osmosis inversa (OI), permeado gaseoso (PG) y perevaporación (PV).
Membranas de intercambio iónico: son un tipo especial de las membranas no porosas.

El usode membranas en procesos de separación a escala industrial no esta exento de problemas técnicos y económicos. Los problemas técnicos están relacionados con la insuficiente selectividad de las membranas, los caudales relativamente pobres a través de ellos (ensuciamiento), y los problemas operativos. Los problemas económicos se originan en multitud de productos diferentes y procesos con distintasestructuras de precio.

Rangos de tamaños:

Rango iónico: 0.001 a 0.01 (m
Rango macromolecular: 0.01 a 1(m
Rango partícula fina: 1 a 10 (m.

Según la morfología

Membrana asimétrica: un mismo material
Membrana mixta: de diferente material

Según su geometría

Pueden ser planas o cilíndricas.
Las cilíndricas son:

Membrana tubular con Di< 3 mm
Membrana tubular de fibra hueca conDi< 3 mm (este tipo de membrana geométricamente hablando es la membrana tubular más pequeña). Con diámetro exterior entre 80 y 500 (m se utiliza en OI, diámetros mayores a estos se utilizan en UF y MF, con lo cual reciben el nombre de membranas capilares.

Según su naturaleza química
Pueden ser orgánicas (polímeros) o inorgánicas(metales, cerámicas, vidrio, etc.).

Orgánicas: La mas usada esla de celulosa y sus derivados. En el tratamiento de agua se utilizan las de di y tri acetato, las cuales son relativamente resistentes al cloro y se utilizan en desalación, desendurecimiento, desinfección y clarificación. Otras membranas importantes son las de poliamida por su estabilidad térmica química e hidrofílica, pero son sensibles a la degradación oxidativa (cloro). Las de poliamida...
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