membranas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS A LA INDUSTRIA Cátedra:

Tecnologia Y Mantenimiento de los Servicios

SEPARACION CON MEMBRANAS PROCESOS Y TECNOLOGIA La separación con membranas abarca un amplio abanico de procesos susceptibles de suministrar soluciones tecnológicas alternativas a problemas viejos y nuevos. Permite separar fragmentos de materia desde partículas macroscópicas hasta iones y/o moléculas. Hoy en día se encuentran procesos con membranas en todos los sectores industriales, bien sea para la (micro ó ultra) filtración de partículas o bacterias en la esterilización en frío de productos alimenticios o farmacéuticos, o en la recuperación de pigmentos de pinturas, así como también en la ósmosis inversa para la desmineralización y el tratamiento de aguas, o la estandarización de la leche, como en los procesos de diálisis o electro diálisis para reconcentrar efluentes valiosos (licores de pulpado, soda, ácidos, baños de galvanoplastia), desacidificar jugos de frutas, o desulfurar gases. Las membranas permiten también separar líquidos por pervaporación o separar gases por permeación. Algunos ejemplos son las membranas de Osmosis inversa(RO), Ultra filtración(UF), Nanofiltracion(NF) y Micro filtración (MF) ofrecen muchas ventajas contra tratamientos de agua convencionales: Tecnología de primer nivel, "Tratamiento Limpio" ya que casi hace desaparecer el uso de químicos en la operación, reduce importantes costos de operación y disposición, sistemas automatizados, mediciones más controladas y confiables, espacios reducidos, flujos y calidades constantes y muchos otros fácilmente verificables. Ya sea en reemplazo de membranas o con un sistema nuevo su empresa conocerá las ventajas de las nuevas tecnologías en tratamientos de agua. Existen para todos tipos de aplicaciones: Agua Residual, para Proceso, Pura, Ultrapura, Potable, Sanitaria, Biológica, Municipal y para todos los flujos. Aunque las técnicas convencionales mecánicas dominan las separaciones liquido sólido, la filtración por membranas esta ganando aceptación en un gran número de aplicaciones. La tecnología ha sido aplicada en campos desde biotecnología y electrónica hasta en procesos de comida y papel. Por ejemplo en el pulido del efluente de fotoacabado, contéo de microbios, intermediarios farmacéuticos, recuperación de ácidos carboxílicos, y clarificación de aldehídos metálicos. Las membranas para tratamiento de agua, pueden trabajar en continuo, ahorrar energía, son fácilmente escalables y combinables con otros procesos. Además las unidades trabajan en condiciones medias de proceso sin aditivos

ULTRAFILTRACIÓN El influente es conducido al sistema por baja presión, donde membranas especiales de alta resistencia lo reciben para deliberarlo de materiales de alto peso molecular y sólidos suspendidos. Los fluidos viajan por la superficie de las membranas en forma horizontal

-1-



a muy alta velocidad impidiendo la formación de lodos que obstaculicen y resten eficiencia de las mismas. Cada membrana es fabricada especialmente para cubrir exactamente sus necesidades. Los sistemas de ultrafiltración son capaces de remover por encima del 90% de los contaminantes, esto significa reducir costos de disposición y/o reciclado hasta de un 10%. Requiere un mínimo de energía para su funcionamiento y poca atención del operador. Son de capacidad variable, ya que van de 50 a 180,000 gpd. Remueve aceite emulsionado, refrigerantes, sólidos suspendidos, etc. Una de las ventajas de un proceso de filtración por membranas es esencialmente el FLUJO CRUZADO comparado con el FLUJO DIRECTO:

Las limitaciones de un filtrado directo (convencional) provocan que los medios filtrantes se tapen con mucho mayor rapidez que la filtración por flujo cruzado. Al aplicar el flujo cruzado sobre la superficie filtrante se provoca una autolimpieza en la superficie de la membrana, disminuyendo la frecuencia y los costos de limpieza. Existen varios tipos de membranas de Ultrafiltración para aplicaciones diferentes: •

Membranas Espirales que permiten que el agua a filtrar recorra toda la membrana y sea recogida en un canal central. Reduce costos de energía al reducir requerimientos de bombeo. Se puede operar a altas presiones y altas temperaturas.

•

Membranas Tubulares (de ½" o 1" de diámetro). Trabaja muy bien en altas concentraciones de contaminantes, su limpieza puede ser tanto química como mecánica y su taponamiento es mínimo. Soporta altas temperaturas y altos rangos de pH.

•

Membranas Fibra Hueca (Hollow Fiber) Son como pequeños popotes, lo que nos da una cantidad de área de filtración muy amplia comparado con el mínimo espacio.

-2-



No importa el tamaño de su descarga, existen equipos desde 10 galones por día hasta su propio límite.

FILTRACIÓN POR ÓSMOSIS INVERSA Equipo sofisticado, encargado de remover sólidos disueltos en el agua, ya sean sales, moléculas orgánicas, etc. a muy alta presión. El influente se conduce a las membranas semi-permeables, para pasar de un estado de alta concentración, a un estado bajo. Libera hasta en un 99.5% el agua tratada de sus contaminantes. Esta membrana solo dejará pasar las moléculas de agua, atrapando, incluso las sales disueltas. Durante la operación, el agua misma es usada para lavar la membrana, lo que disminuye los gastos de operación. Aunque la mayoría de las veces, el equipo de Osmosis Inversa es la parte final del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales por la fineza de su trabajo, se utiliza en procesos de Potabilización,

-3-



Agua para proceso, Desalinización, etc. La capacidad es de: 150 a 100,000 gpd o capacidades mayores adaptados a la medida.

NANOFILTRACIÓN Nanofiltración es un proceso de filtración por membranas operadas bajo presión en la que solutos de bajo peso molecular (1000 daltons) son retenidos, pero las sales pasan, total o parcialmente, a través de la membrana con el filtrado. Esto provee un rango de selectividad entre las membranas de Ultrafiltración y Osmosis Inversa, permitiendo simultáneamente concentración y desalado de solutos orgánicos. La membrana NF retiene solutos que la UF pasaría, y deja pasar sales que la OI retendría. En algunas aplicaciones, su selectividad entre moléculas de tamaños similares es la clave del éxito del proceso de separación con membrana. Permitiendo un paso, prácticamente libre, de iones monovalentes, la membrana de nanofiltración reduce el incremento del gradiente de presión osmótica, a la que contribuyen las sales monovalentes. Como resultado, una mayor cantidad de producto (permeado) es posible. Las membranas de Nanofiltración pueden ser membranas tubulares o espirales, hechas

especialmente para la recuperación de cáusticos y ácidos. Estas membranas poseen una excelente estabilidad a largo plazo, en soluciones tales como Hidróxido de Sodio, Hidróxido de Potasio, Acido Fosfórico y Acido Nítrico en concentraciones del 10 % o mayor.

APLICACIONES DE MEMBRANAS Alimentos, Lácteos y Bebidas •

Lavado Evaporador (CIP) Lácteos

•

Lavada Tubería (CIP) Lácteos

•

Lavado Caústico en Cerveza y Bebidas

•

Columna de Resina PVPP

•

Reciclado de regeneración de Intercambio Iónico

-4-



•

Reciclado de Agua de Lavados en Alimentos

•

Desmineralización de Suero

•

Desmineralización de Jugo, Decolorado

•

Recuperación de Azucares

•

Color Natural, Desazucarado

•

Vitaminas, Desazucarado

OTRAS APLICACIONES Concentración de café "soluble" (OI), tratamiento de efluentes emulsionados y/o de fermentación (MF/UF), clarificación de bebidas o jugos (MF), clarificación y esterilización en frío de varios tipos de corrientes líquidas (UF), remoción de acidez de jugos (ED), fabricación de queso (MF/OI), recuperación de proteínas del lacto-suero (UF/NF), recuperación de látex o emulsión resinosa (UF), clarificación de aceites de corte (MF/UF) desulfuración de humos (ED), reconcentración o fabricación de ácido/base a partir de la sal (EED), regeneración de soda cáustica (ED) y separación de lignosulfonatos (UF) en licores de pulpado, recuperación de polvillos finos de catalizaores (MF/UF), recuperación de surfactantes y polialcoholes de efluentes de polimerización (OI), producción de gases H2, N2, O2 (PM), extracción de hidrógeno de las corrientes de reformado al vapor y de deshidrogenación de C4 (PM), producción de alcohol etílico ultrapuro (PV), deshidratación de solventes orgánicos (PV), recuperación de pigmentos en efluentes de pinturas (NF), recuperación y regeneración de baños de electro-deposición (ED), tratamiento de agua de proceso (OI), desmineralización y desalación (OI), separación de gas natural (PM), filtración de efluentes gaseosos de plantas de cemento, cal, fosfatos (MF/UF), proceso cloro-soda (ED), efluentes de blanqueo del papel (ED).

-5-

membranas

Recommend Documents