S451B

TECNICAS MEMBRANARIAS de
FILTRACION de LIQUIDOS
Microfiltracion – Ultrafiltracion – Nanofiltracion – Osmosis inversa
CONTENIDO
1. Introducción

1

2. Microfiltración y Ultrafiltración

3

2.1 Principios y Bases
2.2 Puesta en Práctica de la Microfiltración.
2.3 Puesta en Práctica de la Ultrafiltración.

3
8
14

3. Nanofiltración.

18

3.1 Definición de la nanofiltración
3.2 Uso práctico de lasmembranas de nanofiltración
3.3 Ejemplos de nanofiltración

18
19
25

4. Osmosis inversa.

35

4.1 Principio de la osmosis inversa
4.2 Mecanismos de transferecnia
4.3 Las membranas
4.4 Comportamiento de las membranas
4.5 Los módulos
4.6 Operacioens de los procesos
4.7 Ejemplos de aplicación

35
36
37
40
42
44
48

Tablas de fabricantes de Membranas

50

5. Bibliografía

53

1. INTRODUCCIÓN
Lafiltración de los líquidos es una técnica que se ha utilizado desde el principio de la
humanidad. El concepto de membrana y de selectividad en permeación (perm-selectividad) se ha
utilizado en el siglo 18; particularmente fue el fraile NOLLET quien en 1748 había estudiado el
transporte selectivo de ciertas especies a través de membranas naturales tales como pergaminos,
vejiga de cochino, piel demanzana, etc. La asociación entre membranas y filtración permitió en
adelante desarrollar técnicas de filtración de líquidos tales como las que conocemos hoy en día.
Aquí trataremos de las técnicas en las cuales la transferencia de materia se produce bajo el efecto
de un gradiente de presión. Se trata de la Microfiltración, de la Ultrafiltración, de la
Nanofiltración y de la Osmosis Inversa. Lamicrofiltración y la ósmosis inversa fueron las
primeras técnicas desarrolladas a nivel industrial con membranas artificiales. La ultrafiltración y
luego la nanofiltración se desarrollaron gracias a los adelantos recientes en la fabricación de
nuevas membranas.
Estas cuatro técnicas se llevan a cabo en un modo de filtración tangencial, es decir, cuando el
líquido a filtrar circula de manera permanente ycon cierta velocidad a lo largo de la superficie de
la membrana (ver figura 1). La velocidad de circulación es por lo tanto, junto con la presión a
través de la membrana, uno de los dos parámetros importantes en la operación de una planta de
filtración por membrana.
Salida permeato

soporte
macroporoso
membrana
filtrante

Entrada
Alimentación
a filtrar

Salida
concentrado

Salida permeato
Figura 1:Principio de la filtración tangencial (en tubo)

La filtración tangencial permite evitar la acumulación de materia (torta en la superficie de la
membrana). Veremos que juega un papel más importante en microfiltración o ultrafiltración que
en nanofiltración u ósmosis inversa. Eso está relacionado con la naturaleza de las especies
separadas y con la estructura de la membrana utilizada en cadatécnica.
El propósito principal de esas técnicas de filtración de líquido es separar las especies en
función de sus tamaños. Esas especies pueden estar bien sea en suspensión, bien sea en solución
en el líquido a tratar. En la figura 2 se observa que las diferentes técnicas cubren cada una un
campo particular, y corresponden cada una a especies clasificadas en función de su tamaño o de
su masamolecular.

Cuaderno FIRP S451B

1

Técnicas Membranarias de Filtración

Factores que influyen
en la separacion

TECNICAS DE SEPARACION
Nano

Ultra
Microfiltración
Cromatografia de Gel (HPSEC)
Osmosis Inversa

Tamaño

Dialisis

Difusión

Electrodialisis
Carga Ionica

Intercambio iónico

Presión de vapor

Destilación

Solubilidad

Extración por Solvente
Fraccionamiento
espumeo y burbujeo

ActividadSuperficial

Ultracentrifugación
Densidad

Centrifugación
Sedimentación Gravitacional

Tamaño de la
especie (µm)

0,0001 0,001
Moleculas
pequeñas

0,01

0,1

1

10

100

Macromoléculas Particulas Partículas
microscó- finas
picas

1000
Particulas
gruesas

Figura 2: Clasificación de las técnicas de separación en base al tamaño de
las especies a filtrar y a factores operacionales

La separación de...