Ultrafiltracion De Jugo De Manzana
La ultrafiltración es un método de filtración con membranas que, mediante una diferencia de presión (fuerza impulsora) permite separar sólidos disueltos en una solución. Estas membranas actúan como una interfase entre dos medios fluidos, los cuales están constituidos por una mezcla de solutos en un determinado solvente. Este método de separación es capaz de concentrar sólidossuspendidos, bacterias, algunas proteínas, almidones, algunos colorantes y compuestos con un peso molecular entre 1000 y 500000 Daltons, operando a presiones de entre 140 y 1400 kPa.
En la experiencia se utilizaron membranas de ultrafiltración dispuestas en forma de capilares o fibras huecas autoportantes contenidas en una carcasa transparente, con un cabezal común construidas con materialesplásticos porosos semipermeables. Estos módulos permiten ser integrados al proceso de manera más eficiente y generar una mayor cantidad de área de membrana en menor volumen además de asegurar flujos tangenciales para mantener limpias las superficies de las membranas controlando la acumulación de soluto sobre la membrana y, de esta forma, previniendo la polarización.
En la ultrafiltración la membranafunciona como una barrera para solutos macromoleculares sin impedir el paso del solvente y solutos de bajo peso molecular y los productos son dos fases liquidas, una rica en macromoléculas, que es el concentrado o retenido (caudal de recirculación Qr) y otra rica en solvente, denominado permeado (J).
La ventaja principal de la ultrafiltración comparada con la filtración convencional es que, debido ala configuración de flujo cruzado la performance de la ultrafiltración depende de la velocidad de pasaje del solvente a través de la membrana, cualquier acumulación de moléculas retenidas sobre la misma reduce la velocidad efectiva de filtrado. Este fenómeno, se puede controlar a través del caudal de recirculación, permitiendo que el proceso sea continuo.
OBJETIVOS:
* Determinar losparámetros hidráulicos del sistema y la permeabilidad de la membrana a T=30°C utilizando agua.
* Determinar la resistencia de la membrana usando agua a T=30°C y VCR constante=1.
* Analizar la variación de flujo de permeado de jugo en el tiempo de ultrafiltración a T=30°C y caudal constante.
* Analizar la variación de flujo de permeado de jugo vs. VCR.
* Medir la concentración de °Brixy detectar presencia de pectinas y de almidón en el jugo original, retenido y permeado.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
La experiencia de ultrafiltración se realizó en un sistema de UF AMICON modelo DC30P, una bomba sanitaria de desplazamiento positivo (de acero inoxidable 316) recircula la solución de proceso a través de un cartucho de fibras huecas, con velocidad variable entre 0 y 110L/min. La presión de operación y la velocidad de recirculación del sistema, se controlaron por medio del ajuste de la velocidad de la bomba combinado con una válvula tipo mariposa ubicada en la línea de retorno. Conectado al manómetro ubicado en la entrada a las fibras hay un controlador de presión que detiene la operación automáticamente si se alcanzan presiones superiores a 2,00 kgf/cm2 (máximapresión de operación permitida en el cartucho).
Características del cartucho:
* Dc= 3,47cm (diámetro de la carcasa del cartucho)
* df= 1.1 mm (diámetro interior de fibras)
* Lf=60 cm (longitud de fibras)
* Tipo de cartucho= HF-1.1-43-PM-50
* Poder de corte= 50000 ds
* Área superficial= 0.45 m2
* Diámetro del cartucho= 4.5 cm
* Longitud del cartucho= 63,8 cm
*Número de fibras= 235
* Flujo de agua destilada = 4 L/min.
* Velocidad de recirculación= 10-30 L/min.
Figura 1: Equipo experimental utilizado para Ultrafiltración.
La experiencia consistió, en primera instancia, en la determinación de los parámetros hidráulicos del cartucho de ultrafiltración y la permeabilidad de la membrana operando el sistema con agua a 30ºC.
A continuación, se...
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