Separación de membranas















Índice

1.- Introducción 3-5
2.- Ventajas y desventajas de la separación de membranas 5-6
3.- Clasificación de las operaciones mediante membranas 6
4.- Propiedades de las membranas 7-10
5.- Etapas en la transferencia de materia 10-11
6.- Polarización por concentración 11
7.- Ultrafiltración
7.1 Modelo matemático12-13
7.2 Capa de polarización por concentración 13-15
7.3 Influencia de diferentes factores
7.3.1 Influencia de la presión 15-16
7.3.2 Efecto de la temperatura 16
7.3.3 Efecto del tipo de soluto 16-17
7.4 Aplicaciones de la ultrafiltración
7.4.1 Productos lácteos 17-19
7.4.1.1 Principios tecnológicos de quesos 19-207.4.2 Proteínas de aceites vegetales y semillas 20-21
7.4.3 Productos animales 21
8.- Microfiltración
8.1 Aplicaciones 22-24
9.- Bibliografía 25







Separación de membranas: Microfiltración y ultrafiltración


1. - Introducción:

En general, para llevar a cabo un proceso de separación o concentración es necesario aportar cantidadeselevadas de energía. Sin embrago, en los denominados procesos de separación por membranas el consumo de energía requerido para realizar una separación es bajo, por lo que estos procesos han ido adquiriendo cierta importancia en los últimos años. En estos procesos se logran separar ciertos componentes de una mezcla utilizando una membrana porosa, la cual es selectiva al paso de algunos de loscomponentes de la mezcla utilizando una membrana porosa, la cual es selectiva al paso de algunos de los componentes de la mezcla. Entre estos procesos cabe destacar la osmosis inversa y la ultrafiltración, que se basa en lograr la separación mediante una membrana impermeable. La diferencia entre ambas es difícil de discernir, aunque en la osmosis inversa la membrana suele retener moléculas de bajo pesomolecular; mientras que en la ultrafiltración suelen ser las moléculas de pesos moleculares mas elevados las que quedan retenidas. En la figura 1 se muestra una clasificación de las operaciones de separación según sea el tamaño de la partícula retenida.

En general, una etapa basada en la separación de membranas puede representarse según el esquema de la figura 2. El alimento F con unaconcentración Co de cierto componente se introduce en el sistema, en el que una parte permea a través de la membrana, obteniéndose una corriente denominada permeado (P) con una concentración Cp en el componente considerado. Cierta parte de la alimentación no pasa a través de la membrana, lo que da una corriente de retenido (S) con una concentración Cs.

Resulta conveniente realizar ciertas definicionesprevias que se utilizan en los procesos de membrana y de los cuales a continuación exponemos el de ultrafiltración y el de microfiltración.

 Retención o rechazo:

R= (Cc-Cp)/Cc = 1-(Cp/Cc)

El punto de retención de una membrana es aquel que corresponde al peso molecular por encima del cual se retienen todas las moléculas. Este concepto en ultrafiltración se denomina corte. El que se de unvalor a este parámetro no quiere decir que todas las moléculas con tamaño inferior vayan a atravesar la membrana, sino que cierta cantidad de ellas van a quedar retenidas. Por ello, cuando se da el valor de corte debe especificarse que porcentaje de moléculas menores de ese valor son rechazadas.




 Factor de concentración (Fc):

Fc= Cs/Cc

Es el cociente entre la concentración de lacorriente de retenido y la de alimentación

 Factor de recuperación (Q):

Q= P/F

Es la relación entre la cantidad de permeado obtenido y la cantidad de alimento.

































Figura 1: Clasificación de los procesos de membrana




Figura 2: Unidad básica de separación por membranas


2.- Ventajas y desventajas de la separación...