1. Características Principales La microfiltración es un proceso de separación de partículas de diámetros 0,1 a 10 𝜇𝑚, de un disolvente y otros componentes de bajo peso molecular, por efecto tamiz. La separación se produce a través de membranas semipermeables que actúan como una barrera selectiva permitiendo el paso de ciertos componentes y reteniendo otros. Utiliza como fuerza impulsora un gradiente de presiones, la diferencia de presión establecida es de 0,1 a 2 bares. Este proceso es dependiente de la temperatura y permite la concentración, purificación y separación de partículas finas, microorganismos y gotas de emulsión. Se utilizan preferentemente membranas microporosas simétricas. Membranas simétricas Membranas asimétricas 2. Mecanismo del Proceso Se basa en el efecto tamiz, donde una de las propiedades fundamentales es el flujo de permeado (L/m^2*h); se define como el volumen de agua filtrada que se produce por unidad de área en una unidad de tiempo (Aguilar, 2006): 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 =
𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑖𝑚𝑝𝑢𝑙𝑠𝑜𝑟𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
∆𝑃
= 𝑅𝑡+𝑅𝑚
(1)
Fig. 2-1 Diagrama del proceso de microfiltración
Fuente: Huerta S (2010). Procesos de membrana. pp 6. Recuperado de: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/sho/Procesos_de_Membrana.pdf
Las variables que intervienen en el proceso son: velocidad de flujo y la caída de presión. Las bajas velocidades de flujo en el medio filtrante aseguran que el régimen del flujo es laminar, y; los efectos de la presión osmótica y difusividad molecular se consideran despreciables para este proceso. Flujo transversal La microfiltración se usa comúnmente en un proceso de flujo transversal que consiste en el paso de dos corrientes: la primera que se dirige perpendicularmente a la torta o produciendo el flux de permeado; y la segunda corriente paralela a la torta; esta última limpia la torta del medio filtrante de manera constante porque al ser muy pequeños los poros, la torta ofrece una alta resistencia al flujo y una disminución rápida de la velocidad de filtrado, disminuyendo la eficiencia. 3. Rangos de trabajos para sólidos Los fluidos que tienden a pasar por el proceso de microfiltración refieren principalmente a fluidos tales como: solventes, especies disueltas y gases. Esta operación unitaria es utilizada para la remoción de partículas, bacterias, coloides y las macromóleculas orgánicas de una solución acuosa en las plantas de tratamiento de aguas, entre otros.
4. Eficiencia Ofrecen una elevada eficiencia de separación donde el factor clave es el valor de corte de la membrana. Son procesos que se pueden llevar a cabo a temperatura ambiente y de forma continua. El consumo de energía no es elevado y no se requiere el uso de reactivos químicos. Tabla 1. Características de eficiencia •98% de limpieza de membrana o purga
Eficiencia Consumo de energía
•0,07kWh/m3 aproximadamente •Automático, sencillo en un solo proceso
Operación
Para que el proceso de microfiltración sea óptimo, se debe considerar ciertas normas como: a) Volumen de la muestra a filtrar Tabla 2. Volumen de la muestra a filtrar
Fuente: FILTER LAB. (2016). MICROFILTRACIÓN. España: I.T.C, S.L., pág.3
b) Poro de la membrana Tabla 3. Poro de la membrana
Fuente: FILTER LAB. (2016). MICROFILTRACIÓN. España: I.T.C, S.L., pág.3
5. Aplicaciones Industriales de la Microfiltración La obtención de agua ultrapura es una aplicación muy importante de la microfiltración, tanto en la industria farmacéutica como en la fabricación de semiconductores Pero quizás sus principales aplicaciones se encuentren en los procesos de esterilización, que son necesarios en la fabricación de medicamentos en la industria farmacéutica y en las industrias de fabricación de bebidas. La microfiltración está encontrando también un campo importante de aplicaciones, tanto en medicina como en biología, en procesos de separación de micropartículas, bacterias, etc.
Bibliografía FILTER LAB. (2016). MICROFILTRACIÓN. España: I.T.C, S.L. Hernandez, A., Tejerina, F., Arribas, J. I., Martínez, L., & Martinez, F. (1990). MICROFILTRACIÓN, ULTRAFILTRACIÓN Y OSMOSIS INVERSA. Murcia: Univesidad, Secretariado de Publicaciones.
Aguilar A. (2006) Determinación del tipo de membrana óptimo para potabilizar el agua del acuífero de Tula. Tesis de Maestría. Universidad Nacional Autónoma de México. pp 254 Hernández Ramón, M. (1990). Microfiltración, ultrafiltración y ósmosis inversa. 1st ed. Murcia: Universidad, Secretariado de Publicaciones, pp.117