Osmosis

La utilización de membranas representa el campo de la aplicación de los materiales poliméricos que en los últimos años han inundado de problemas los laboratorios de investigación.
UNA de las sorpresas que se han llevado los fisicoquímicos en el campo de la aplicación de las membranas ha sido descubrir su versatilidad, porque han servido en el tratamiento de un sinnúmero de mezclas, sea paraconcentrarlas o diluirlas. Las áreas de la ingeniería que más se han visto favorecidas con estas aplicaciones son principalmente las industrias de los alimentos, del papel, la biomedicina, la petroquímica, la nuclear y, entre otras, la de separación o purificación de gases, donde se obtiene hidrógeno de la disociación del amonio, el sulfuro de hidrógeno del gas natural de las refinerías, helio delgas natural, así como el enriquecimiento del oxígeno a partir del aire. Debemos hacer especial mención en las aplicaciones de las membranas, la recuperación de sustancias valiosas en aguas o gases de desechos industriales y que como desperdicio simplemente son causa de una severa contaminación ambiental. En todos los aspectos de las aplicaciones, la literatura aumenta considerablemente bajo lasospecha de convertir estas aplicaciones, en un futuro próximo, en una tecnología corriente en todos los países.
En lo referente a la industria de los alimentos tenemos el caso de un líquido de desecho cuando se manufacturan y refinan alimentos como el queso y productos de soya, llamado "suero", que contiene una gran cantidad de nutrientes de alto valor, en número suficiente para que su extracciónsea económicamente posible. La concentración de suero puede hacerse por evaporación o secado, pero los requerimientos energéticos involucrados lo hacen poco atractivo económicamente. Una evaluación económica de los procesos de membranas sugiere que es requerido 20% menos energía como en la evaporación directa. La concentración por membranas, en el caso del suero del queso, logran productos conconcentraciones hasta del 20% de proteínas y en el caso del contenido de lactosa hasta 24%. Asimismo, del suero producido por alimentos de soya se obtiene un producto de alto contenido de proteínas y otro rico en carbohidratos y minerales (véase la figura 15).


Figura 15. Extracción de proteínas de suero de soya. En el primer paso se concentra la proteína por acumulación a través de filtración.El líquido que atraviesa la membrana (de permeación) es un residuo de alto contenido de carbohidratos que se concentran, a su vez, por un proceso de ósmosis inversa. Los procesos de membranas requieren menos energía y dejan menos volúmenes de desperdicio que un sistema de extracción por centrifugación con tratamiento químico.
En la actualidad se ha considerado una fuente de obtención de líquidosy gases combustibles a las fermentaciones. La utilización de membranas poliméricas hace eficiente la obtención de estos combustibles. En esta forma se obtiene la segregación de gases ácidos y la recuperación del metano del biogas (véase la figura 16)


Figura 16. La tecnología de membranas sirve como separador de algas de 5 micras promedio y que por otros medios su cosecha resultaría bastantecara. Una membrana adicional permite la obtención de subproductos como gases ácidos, haciendo costeable la transformación de la biomasa.
Una de las grandes industrias que utiliza las membranas porosas es la de la separación difusiva del uranio U 235 de una mezcla con U 238, enriqueciendo un material de fisión de alto valor comercial para equipos de reacción atómica (para usos pacíficos enreactores y uso militar) Esta separación involucra un sistema que no es del tipo de fases acuosas como las que se han realizado en mayor medida. El efecto en que se basa esta separación está representado por la ley de Graham que expusimos en el capítulo 1. Relativo a que el flujo de un gas a través de un tapón poroso o membrana abierta es inversamente proporcional a la masa de las partículas, de...