Osmosis Inversa

dgos sep dgit







INstituto tecnologico de jiquilpan




ing. bioqumica

Operaciones Unitarias I
Separación a través de membranas
Osmosis
Osmosis inversa


Fernando Rodríguez Díaz
Jose de Jesus



Separación a través de membranas
En los procesos deseparación se trabaja con mezclas, de modo que en general, más de una sustancia puede ser transportada a través de la membrana.
La presencia de una sustancia en una membrana, puede afectar su capacidad de actuación en el transporte de otra sustancia. De este modo, por ejemplo, el coeficiente de difusión de cualquier sustancia en una membrana puede ser función de su propia concentración en lamembrana, mientras que si se trata de una mezcla, el coeficiente de difusión de cualquier componente puede ser función de las concentraciones de todas las sustancias presentes en la membrana.
La situación es todavía más compleja, debido a que el transporte de cualquier sustancia a través de una membrana, puede estar influenciado no solamente por la presencia de otras sustancias en la membrana sinotambién por sus movimientos. Como consecuencia de ello. Puede establecerse una interacción entre los flujos de diferentes sustancias, lo que de alguna forma condiciona los procesos de separación.
Está claro pues que en estos procesos concurren una serie de factores interaccionantes, que hacen imposible, al menos por el momento, el establecimiento de un tratamiento completamente general para losfenómenos de separación de membranas, por otra parte, aunque dicho tratamiento fuese posible no sería de gran utilidad dado el gran numero de parámetros empíricos cuyo manejo sería inevitable en las ecuaciones finales, para alguno de los cuales entrañaría más dificultad su determinación experimental que la de los flujos que el tratamiento en cuestión pretende predecir e interpretar.

Separación pordiferencia de presión, micro filtración, ultrafiltración
La micro filtración, la ultrafiltración y la osmosis inversa son procesos idénticos y difieren únicamente en el tamaño de las partículas que separan y las membranas empleadas. En estos tres procesos, una mezcla de componentes químicos llega a la superficie de una membrana. Bajo la acción de un gradiente de presión, algunas especies atraviesan lamembrana mientras que otras son retenidas.
El termino micro filtración se aplica cuando las partículas con diámetro en el rango de 0.1 micras a 10 micras son separadas del disolvente y otros componentes de bajo peso molecular. El mecanismo de separación es simplemente de tamiz y las partículas son separadas atendiendo únicamente a sus dimensiones. Las membranas empleadas en este proceso sonestructuras simétricas micro porosas con tamaño de poro entre 0.1 y 10 micras. La diferencia de presión empleada varía entre 0.1 y 2 atm.
El proceso se llama ultrafiltración cuando los componentes que se separen son verdaderas moléculas o pequeñas partículas no mayores que 0.3 micras de diámetro correspondiendo al límite de resolución del microscopio óptico, la diferencia de presión varía entre 1 y 5atm.


Cuando las moléculas a separar son muy pequeñas, por ejemplo partículas con peso molecular entre 2.000 y 3.000, la presión osmótica se hace importante y no puede despreciarse en comparación con la diferencia de presión aplicada.
Entre los tres procesos considerados, la membrana tiene que estar soportada sobre una placa porosa rígida, a fin de evitar su rotura. Las membranas utilizadas enultrafiltración y osmosis inversa son de tipo asimétrico.
Obstrucción de la membrana
Durante los procesos de filtración de membrana la obstrucción de la membrana es inevitable, incluso con un pre-tratamiento suficiente. Los tipos y las cantidades de suciedad dependen de muchos factores diferentes, tales como la calidad del agua, tipo de membrana, material de la membrana y diseño y control de los...