Ultrafiltración
Páginas: 33 (8236 palabras)
Publicado: 30 de noviembre de 2013
ÍNDICE
1. Introducción pág. 2
2. Objetivos de la práctica pág. 11
3. Materiales y Reactivos pág. 12
4. Procedimiento Experimental pág. 13
5. Presentación de resultados pág. 18
6. Discusión de resultados pág. 30
7. Seguridad pág. 37
8. Conclusiones pág. 38
9. Gestión de Residuos pág. 39
10. Bibliografía pág. 40
1. INTRODUCCIÓN
La filtracióncon membranas se ha convertido en una parte importante de la tecnología de la separación en las últimas décadas. Su característica principal es el procedimiento sin la adición de productos químicos, un uso bajo de la energía y una fácil separación selectiva.
Esta técnica de separación es competitiva frente a las técnicas convencionales. La filtración convencional usa material particular, mientrasque la filtración por membranas emplea membranas especiales y específicas para cada caso.
La filtración con membranas se divide en tres tipos dependiendo del tamaño de los poros de las mismas: nanofiltración, microfiltración o ultrafiltración. La diferencia entre estos tres tipos reside en el tamaño de los poros de la membrana filtrante.
Figura 1: Esquema diferencial entre filtración conmembranas
Microfiltración: Se utiliza para separar partículas en el rango de 0.05 a 10 µm utilizando membranas porosas, y suele trabajarse con presiones en un rango entre 0.5 y 3 bar.
Ultrafiltración: Se utiliza para retener moléculas como proteínas, polímeros o partículas coloidales emulsiones (0.1-0.001 µm), aplicando presiones comprendidas entre 1 y 10 bar.
Nanofiltración: Es un proceso demembrana intermedio ente la ultrafiltración y la ósmosis inversa, empleado para retener moléculas orgánicas de bajo peso molecular( 200-1000Da) e iones multivalentes, como por ejemplo Ca2+.- Las presiones están en un rango entre 5-30 bar.
Osmosis inversa: Este proceso permite retener moléduclas de bajo peso molecular (< 0.0005 µm) tales como las sales. Las presiones a aplicar son del orden de 10a 50 bar.
Membranas
La membrana de ultrafiltración es básicamente una estructura porosa de naturaleza asimétrica, que actúa como un tamiz permitiendo sólo el paso de aquellas moléculas cuyo tamaño sea inferior al de los poros de la membrana. La membrana definirá el comportamiento del proceso. La membrana discrimina entre dos tipos de moléculas dependiendo de su tamaño, forma oestructura química.
Todo proceso de separación consume un mínimo de energía en forma de calor o energía mecánica. En un proceso real se trabaja varias veces por encima de este mínimo.
Los procesos de separación se pueden clasificar atendiendo a las propiedades de sus componentes:
Tamaño: Filtración, microfiltración, ultrafiltración, diálisis
Presión de vapor: Destilación, destilación enmembranas
Punto de fusión: Cristalización
Afinidad: Extracción, absorción, adsorción, ósmosis inversa, separación de gases, pervaporación
Carga: Intercambio iónico, electrodiálisis
Densidad: Centrifugación
Los criterios fundamentales para elegir un proceso de separación son dos:
Debe ser posible técnicamente.
Debe ser posible económicamente.
El proceso de separación por membranas secaracteriza en separar una alimentación en dos flujos, permeado y retenido:
Figura 1. Esquema de separación por membranas
La ultrafiltración es capaz de concentrar sólidos suspendidos, bacterias, algunas proteínas, algunos colorantes y compuestos con un peso molecular mayor a 150,000 Daltons.
Existen ciertas generalidades acerca del concepto de membranas así como las citadas acontinuación:
Generalidades de membranas
Las membranas semipermeables ya se utilizaron en el siglo XIX en el riñón artificial, por lo tanto lo justo no es hablar de una nueva tecnología, sino más bien de nuevas aplicaciones y desarrollo de nuevos materiales dentro de la tecnología de membranas.
Una membrana es una lámina que permite el paso selectivo de sustancias a su través. El flujo...
ÍNDICE
1. Introducción pág. 2
2. Objetivos de la práctica pág. 11
3. Materiales y Reactivos pág. 12
4. Procedimiento Experimental pág. 13
5. Presentación de resultados pág. 18
6. Discusión de resultados pág. 30
7. Seguridad pág. 37
8. Conclusiones pág. 38
9. Gestión de Residuos pág. 39
10. Bibliografía pág. 40
1. INTRODUCCIÓN
La filtracióncon membranas se ha convertido en una parte importante de la tecnología de la separación en las últimas décadas. Su característica principal es el procedimiento sin la adición de productos químicos, un uso bajo de la energía y una fácil separación selectiva.
Esta técnica de separación es competitiva frente a las técnicas convencionales. La filtración convencional usa material particular, mientrasque la filtración por membranas emplea membranas especiales y específicas para cada caso.
La filtración con membranas se divide en tres tipos dependiendo del tamaño de los poros de las mismas: nanofiltración, microfiltración o ultrafiltración. La diferencia entre estos tres tipos reside en el tamaño de los poros de la membrana filtrante.
Figura 1: Esquema diferencial entre filtración conmembranas
Microfiltración: Se utiliza para separar partículas en el rango de 0.05 a 10 µm utilizando membranas porosas, y suele trabajarse con presiones en un rango entre 0.5 y 3 bar.
Ultrafiltración: Se utiliza para retener moléculas como proteínas, polímeros o partículas coloidales emulsiones (0.1-0.001 µm), aplicando presiones comprendidas entre 1 y 10 bar.
Nanofiltración: Es un proceso demembrana intermedio ente la ultrafiltración y la ósmosis inversa, empleado para retener moléculas orgánicas de bajo peso molecular( 200-1000Da) e iones multivalentes, como por ejemplo Ca2+.- Las presiones están en un rango entre 5-30 bar.
Osmosis inversa: Este proceso permite retener moléduclas de bajo peso molecular (< 0.0005 µm) tales como las sales. Las presiones a aplicar son del orden de 10a 50 bar.
Membranas
La membrana de ultrafiltración es básicamente una estructura porosa de naturaleza asimétrica, que actúa como un tamiz permitiendo sólo el paso de aquellas moléculas cuyo tamaño sea inferior al de los poros de la membrana. La membrana definirá el comportamiento del proceso. La membrana discrimina entre dos tipos de moléculas dependiendo de su tamaño, forma oestructura química.
Todo proceso de separación consume un mínimo de energía en forma de calor o energía mecánica. En un proceso real se trabaja varias veces por encima de este mínimo.
Los procesos de separación se pueden clasificar atendiendo a las propiedades de sus componentes:
Tamaño: Filtración, microfiltración, ultrafiltración, diálisis
Presión de vapor: Destilación, destilación enmembranas
Punto de fusión: Cristalización
Afinidad: Extracción, absorción, adsorción, ósmosis inversa, separación de gases, pervaporación
Carga: Intercambio iónico, electrodiálisis
Densidad: Centrifugación
Los criterios fundamentales para elegir un proceso de separación son dos:
Debe ser posible técnicamente.
Debe ser posible económicamente.
El proceso de separación por membranas secaracteriza en separar una alimentación en dos flujos, permeado y retenido:
Figura 1. Esquema de separación por membranas
La ultrafiltración es capaz de concentrar sólidos suspendidos, bacterias, algunas proteínas, algunos colorantes y compuestos con un peso molecular mayor a 150,000 Daltons.
Existen ciertas generalidades acerca del concepto de membranas así como las citadas acontinuación:
Generalidades de membranas
Las membranas semipermeables ya se utilizaron en el siglo XIX en el riñón artificial, por lo tanto lo justo no es hablar de una nueva tecnología, sino más bien de nuevas aplicaciones y desarrollo de nuevos materiales dentro de la tecnología de membranas.
Una membrana es una lámina que permite el paso selectivo de sustancias a su través. El flujo...
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