16427300 tesis doctoral membranas

UNIVERSIDAD DE GRANADA
INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA

EFECTO DE LA LIMPIEZA QUÍMICA EN LA PERMEABILIDAD
DE MEMBRANAS CERÁMICAS DE ULTRAFILTRACIÓN

TESIS DOCTORAL

JOSÉ EDGAR ZAPATA MONTOYA

2006

Editor: Editorial de la Universidad de Granada
Autor: José Edgar Zapata Montoya
D.L.: Gr. 1951 - 2006
ISBN: 978-84-338-4111-7

1. RESUMEN

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2. INTRODUCCIÓN

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2.1. TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS.

82.1.1. MATERIALES DE FABRICACIÓN DE MEMBRANAS.

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2.1.1.1. Membranas orgánicas.
2.1.1.2. Membranas inorgánicas.
2.1.1.3. Membranas líquidas.

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2.1.2. CONFIGURACIONES.

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2.1.2.1. Módulos planos.
2.1.2.2. Módulos de lámina en espiral.
2.1.2.3. Módulos tubulares.
2.1.2.4. Módulos de fibra hueca.

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2.1.3. MODOS DE OPERACIÓN.

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2.1.3.1. Operación en un solo paso.
2.1.3.2.Filtración batch.
2.1.3.3. Diafiltración.

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2.1.4. TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN DE MEMBRANAS.

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2.1.4.1. Métodos de penetración de líquidos.
2.1.4.2. Microscopía electrónica.
2.1.4.3. Microscopía de fuerza atómica.
2.1.4.4. Métodos de adsorción-desorción.
2.1.4.5. Permoporometría.
2.1.4.6. Termoporometría.
2.1.4.7. Test de retención de solutos.
2.1.4.8. Métodos espectroscópicos.

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2.1.5. APLICACIONES DE LA TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS.

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2.1.5.1. Clasificación de los procesos con membranas según el tamaño de partícula.
2.1.5.2. Clasificación de las operaciones con membranas según el objetivo.
2.1.5.3. Aplicaciones de la tecnología de membranas en la industria láctea.

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2.2. COLMATACIÓN DE MEMBRANAS.

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2.2.1. AGENTES DE COLMATACIÓN.

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2.2.2. MECANISMOSDE COLMATACIÓN DE MEMBRANAS

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2.2.3. MODELOS DE FLUJO Y COLMATACIÓN.

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2.2.3.1. Modelos de presión osmótica.
2.2.3.2. Modelos de bloqueo.
2.2.3.3. Modelo de resistencias en serie.

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2.3. LIMPIEZA QUÍMICA DE MEMBRANAS.

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2.3.1. AGENTES DE LIMPIEZA.

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2.3.1.1. Cáusticos.
2.3.1.2. Oxidantes/desinfectantes.
2.3.1.3. Ácidos.
2.3.1.4. Agentes quelantes.
2.3.1.5. Surfactantes.2.3.1.6. Enzimas.

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2.3.2. MECANISMOS DE LIMPIEZA QUÍMICA.

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2.3.2.1. Eficiencia de la limpieza.
2.3.2.2. Cinética de eliminación de la capa de colmatación.
2.3.2.3. Estrechamiento de poro.

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2.3.3. EFECTOS DE LA LIMPIEZA A LARGO PLAZO.

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2.4. REDES NEURONALES ARTIFICIALES

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2.4.1. GENERALIDADES

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2.4.2. ESTRUCTURA DE LA RED NEURONAL

64

2.4.3. FUNCIONES DETRANSFERENCIA

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2.4.4. EL PROCESO DE ENTRENAMIENTO

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2.4.4.1. Aprendizaje con retropropagación.
2.4.4.2. Algoritmo de gradiente descendiente con momento.
2.4.4.3. Algoritmo de retropropagación con resiliencia.
2.4.4.4. Algoritmo de Levenberg-Marquardt.

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2.4.5. APLICACIONES DE ANN A PROCESOS DE FILTRACIÓN CON
MEMBRANAS.
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2.5. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

792.5.1. JUSTIFICACIÓN

79

2.5.2. OBJETIVOS

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3. MATERIALES Y MÉTODOS

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3.1. MATERIALES.

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3.1.1. ALIMENTACIÓN.

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3.1.2. MÓDULO DE MEMBRANA

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3.1.3. AGENTES DE LIMPIEZA

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3.2. DISPOSITIVO EXPERIMENTAL.

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3.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

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3.3.1. HIDRATACIÓN DE LA MEMBRANA VIRGEN.

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3.3.2. CARACTERIZACIÓN HIDRÁULICA DE LA MEMBRANA.

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3.3.3. OPERACIÓN DEULTRAFILTRACIÓN.

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3.3.4. ENJUAGUES DE LA MEMBRANA.

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3.3.5. LIMPIEZA CON HIDRÓXIDO DE SODIO.

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3.3.6. LIMPIEZA CON ÁCIDO NÍTRICO.

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3.3.7. LIMPIEZA CON HIPOCLORITO DE SODIO.

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3.3.8. PROTOCOLOS DE LIMPIEZA.

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3.4. TÉCNICAS ANALÍTICAS.

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3.4.1. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS HIDRODINÁMICOS.

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3.4.2. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO EN PROTEÍNA TOTAL.

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3.4.3. CORTE DE LAS MEMBRANAS PARAANÁLISIS POSTERIORES.

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3.4.4. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA.

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3.4.5. DETERMINACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE POROS.

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3.4.5.1. Equipos utilizados para el análisis LLDP.
3.4.5.2. Procedimiento.

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3.5. REDES NEURONALES ARTIFICIALES.

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3.5.1. ARQUITECTURA DE LAS ANN.

99

3.5.2. ENTRADAS Y SALIDAS EN CADA TIPO DE RED.

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3.5.3. ALGORITMOS DE ENTRENAMIENTO.

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3.5.4. DATOS PARA EL...