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TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS

TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS. Gallardo Benítez Maricela Mendoza Martínez Marisol.

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TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS

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Presentation Transcript

  1. TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS Gallardo Benítez Maricela Mendoza Martínez Marisol

  2. Membrana: Barrera física entre dos fluidos que permite en forma selectiva el paso de ciertos componentes del fluido alimentado.Permeado: Fluido que pasa por la membrana.Retentado o retenido: El que queda retenido en el lado de la alimentación.Ventajas: Alto grado de purificación, eficiencia y selectividad . Tecnología de membranas

  3. Clasificación de membranas • Material de fabricación • Porosidad de la membrana • Estructura • Geometría • Fuerza impulsora

  4. Equipo de separación con membranasPor su geometría Sistema de platos y marcos Sistema de placas paralelas que están constituidas por láminas o membranas planas.

  5. Membranas de espiralLas membranas de espiral consisten en dos capas de membrana, situadas en un tejido colector de permeados. El canal de entrada del agua se sitúa a una altura moderada, para prevenir la obstrucción de la unidad de membrana.Utilización:Nanofiltración y ósmosis inversaPermeación de gasesMaterial de la membrana:acetato de celulosapoliamidas compuestas Membranas poliméricas espiraladas

  6. Membranas de espiral

  7. Membranas TubularesEstán situadas dentro de un tubo, hechas de un tipo especial de material. Este material es la capa que sostiene a la membranaLas membranas tubulares tienen un diámetro de 5 a 15 mmventajas:Toleran trabajar con sólidos en suspensión. Poca posibilidad de obstrucción

  8. 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

  9. Clasificación de procesos de membrana • Gradiente de presión • Gradiente de concentración • Gradiente de voltaje Ultrafiltración Microfiltración Nanofiltración Ósmosis inversa Permeación de gas Diálisis Electrodiálisis

  10. GRADIENTE DE PRESIONMICROFILTRACIÓN (MF) Este tipo de filtración trabaja a baja presión para separar partículas de alto peso molecular, coloides en suspensión o bien sólidos disueltos.

  11. ULTRAFILTRACIÓN (UF)Es un paso de separación selectiva usada tanto para concentrar como para purificar compuestos de medio y alto peso molecular como proteínas lácteas, carbohidratos, y enzimas.

  12. NANOFILTRACIÓN (NF) Considerada como un proceso único entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa, especialmente diseñada para conseguir separaciones específicas de compuestos de bajo peso molecular como azúcares, minerales disueltos y sales.

  13. . 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.

  14. Elementos de membrana de ósmosis inversa Bomba de alimentación de alta presión Sistema de pretratamiento Post-tratamiento o acondicionamiento del agua Toma de agua del sistema

  15. La fuerza impulsora utilizada es la diferencia de presiones parciales de las especies que se transfieren por la membrana.El gas de alimentación es forzado por presión a entrar al módulo de membranaUtilizan membranas de fibra hueca o membranas de espiral.Aplicaciones:Purificación de helio hidrógeno (polisulfonade dióxido de carbono (acetato de celulosa), producción de nitrógeno a partir del aire (membranas compuestas). PERMEACION DE GASES

  16. Potencial de concentración Diálisis Técnica 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.

  17. Electrodiálisis • . • Tipos de separaciones • Desalación del agua y producción de sal • producción de agua potable. • En las industrias de: • Alimentos • Medicamentos • Procesos químicos • Biotecnología • Tratamiento de aguas residuales

  18. 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.

  19. ELECTRODIÁLISIS • 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

  20. - La estructura de la membrana. - El tamaño de las partículas de soluto. - Adsorción en la interfase membrana.- Disolución. - Polarización por concentración. - Fuerzas generalizadas para el transporte.- Fouling. Factores determinan el transporte a través de la membrana

  21. 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

  22. Evita la concentración por polarización.Se caracteriza por una circulación rápida del líquido a filtrar tangencialmente a una membrana.Así al tiempo que se efectúa la filtración, se auto limpia la membrana, lo que permite trabajar en continuo. Filtración tangencial

  23. Modos de filtración Filtración Frontal Filtración tangencial

  24. Se denomina a todos los fenómenos relacionados con el ensuciamiento de las membranas.Causas:•Deposición de coloides y suspensiones retenidas•Precipitación en la superficie de la membrana debida a la elevada concentración en la interfase•Adsorción de macromoléculas sobre la membranaConsecuencias:Decrecimiento de flujo de permeado:Bloqueo de porosFormación de una torta en la superficie de la membrana Fouling o ensuciamiento

  25. Pretratamiento de la corriente alimentación: Para bajar la concentración de las especies responsables del fouling.Químicos: ajuste del pH, adición de aditivos.Físicos:Prefiltración. Retrolavado(sólo en MF). La dirección de la filtración es invertida para eliminar todos los elementos que obstruyen la membrana.Lavado químico: ácidos, bases, detergentes, desinfectantes. Prevención del fouling

  26. Gracias por su atención

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