TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS
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Gallardo Benítez Maricela Mendoza Martínez Marisol
Tecnología de membranas
Material de fabricaciónPorosidad de la membranaEstructuraGeometríaFuerza impulsora
Sistema de platos y marcos
Sistema de placas paralelas que están constituidas por láminas o membranas planas.
Membranas poliméricas espiraladas
MEMBRANAS DE FIBRA HUECA
Utilizadas para micro y ultrafiltración
Ventajas:
• Gran eficacia y rendimiento.
Debido:
•Al tamaño de los poros.
• Mayor distribución.
•Área de superficie mayor.
Desventajas:
•Mayor posibilidad de obstrucción
•Poliamidas compuestas, acetato de celulosa
•Gradiente de presión
•Gradiente de concentración
•Gradiente de voltaje
UltrafiltraciónMicrofiltraciónNanofiltración
Ósmosis inversaPermeación de gas
Diálisis
Electrodiálisis
NANOFILTRACIÓN (NF)
ÓSMOSIS INVERSA (OI) .Aplicando una presión superior a la presión osmótica, el agua fluirá en sentido inverso; el agua fluye desde la columna con elevado contenido en sólidos disueltos hacia la columna con bajo contenido en sólidos disueltos.
Aplicaciones: desalación de agua salobre, tratamiento de aguas residuales, concentrado de cítricos.
Elementos de membrana de ósmosis inversa
Post-tratamiento o acondicionamientodel agua
Bomba de alimentación de alta presión
Sistema de pretratamiento
Toma de agua del sistema
PERMEACION DE GASES
Tipos de membrana
Ósmosis inversa Nanofiltración Ultrafiltración Microfiltración
Membrana Asimétrica Asimétrica Asimétrica Simétrica/ Asimétrica
Grosor Película 150 µm 1 µm 150 µm 1 µm 150-250 µm 1 µm 10- 150 µm
Tamaño de poro <0.002 µm <0.002 µm 0.2-0.02 µm 4-0.02 µm
Rechazo Componentes de alto y bajo peso
molecular. (sales, glucosa,
aminoácidos)
Componentes de alto peso
molecular. (oligosacáridos
glucosa, aminoácidos)
Macromoléculas, proteínas,
polisacáridos, virus
Partículas, bacteria, barro
Material Polimérico Polimétrico Cerámico, polimérico.
Cerámico, polimérico.
Módulos de membrana Tubulares (espirales y
planas)
Tubulares (espirales y
planas)
Tubulares (espirales, fibra hueca y planas)
Tubulares (fibra hueca)
Presión de operación 15-150 bar 5-35 bar 1-10 bar <2bar
Aplicación Permeado Concentrado
R O Textil Agua limpia DQO, sales, productos químicos, residuos
Agua (desalinización) Agua de baja salinidad Agua salada
Suero Permeado de bajo DQO Suero concentrado
N F Antibióticos Sales Antibióticos desalinizados
Textil Agua decolorada Colorante, DQO
Agua Agua descalcificada Agua residual
Suero Agua residual Suero desalinizado
U F Antibióticos Medio clarificado de fermentación microbios
enzimas residuo Producto de alto valor
leche Agua descalcificada Agua residual
Emulsiones de aceite Agua sin aceite (<10ppm) Emulsión agua/aceite
agua Agua clarificada residuo
suero Solución de lactosa WPC
Potencial de concentración
DiálisisTécnica empleada para purificar disoluciones en las cuales impurezas de pequeño tamaño contaminan a un soluto macromolecular. Una membrana semipermeable separa la disolución a purificar de un disolvente-agua o disolución salina- que actúa como agente captador de impurezas
Aplicaciones:
La diálisis de lubricantes donde al final del proceso de diálisis, el aceite queda en óptimas condiciones para ser utilizado en la misma aplicación donde se venía utilizando y con un porcentaje de vida igual ó mayor al que tenía al iniciar el proceso de diálisis.
.
Tipos de separaciones
Desalación del agua y producción de sal
producción de agua potable.
En las industrias de:
Alimentos Medicamentos
Procesos químicosBiotecnología
Tratamiento de aguas residuales
Basadas en un potencial eléctrico
ELECTRODIÁLISIS
Principio: La electrodiálisis es un proceso en el cual los iones son transportados a través de una membrana permeable a determinados iones desde una disolución a otra bajo la influencia de una diferencia de potencial.
El cambio iónico es un fenómeno de permeado de iones, en el caso de una membrana de intercambio iónico, mientras que es un
fenómeno de cambio adsortivo de iones, en el caso de una resina de intercambio iónico
Factores determinan el transporte a través de la membrana
Concentración por polarización
El soluto es retenido mientras el disolvente pasa a través de la membrana, esto hace que dependiendo de la movilidad del soluto tienda a acumularse en la superficie. Consecuencias Decrecimiento de flujo de permeado•Retención de moléculas grandes aumenta pero disminuye la de moléculas pequeñas•Hace menos efectivo el proceso económicamente
Filtración tangencial
Filtración Frontal Filtración tangencial
Fouling o ensuciamiento
Prevención del fouling