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Bioseparaciones: Filtración por Membranas, Esquemas y mapas conceptuales de Microbiología

Filtración por membranas como método de separación

Tipo: Esquemas y mapas conceptuales

2022/2023

Subido el 04/10/2023

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Operaciones Unitarias I
Docente:
M.D.A.S Marisol García Valenzuela
6to. semestre
Tema 4: Bioseparaciones
Integrantes:
María de los Ángeles Adriano Crisóstomo
Vanessa del Carmen Chavarría Jiménez
Claudia Irene Arcos López
José Manuel Gómez Jiménez
Carlos Jesús Nahuatt
Fátima Monserrat Loeza Cambrano
Balancán Tabasco a 18 de abril 2023
Tecnológico Nacional de México Campus de los Ríos
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¡Descarga Bioseparaciones: Filtración por Membranas y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Microbiología solo en Docsity!

Operaciones Unitarias I

Docente:

M.D.A.S Marisol García Valenzuela

6to. semestre

Tema 4: Bioseparaciones

Integrantes:

María de los Ángeles Adriano Crisóstomo

Vanessa del Carmen Chavarría Jiménez

Claudia Irene Arcos López

José Manuel Gómez Jiménez

Carlos Jesús Nahuatt

Fátima Monserrat Loeza Cambrano

Balancán Tabasco a 18 de abril 2023

Tecnológico Nacional de México Campus de los Ríos

La membrana funciona no sólo en función del tamaño de la partícula, sino como una pared de separación selectiva algunas sustancias pueden atravesar la membrana, mientras que otras quedan atrapadas en ella. La filtración por membrana es una de las tecnologías mas modernas utilizadas para ;

  • Clarificación de jugos, bebidas, vino, cerveza.
  • (^) Concentración de jugos, sueros quesería y otros
  • (^) Separación de componentes (proteínas, carbohidratos, gomas)
  • (^) Desmineralización y purificación de agua. Introducción

¿Cómo funciona la filtración por membrana? Implica pasar una única corriente de alimentación a través de un sistema de membranas que la separa en dos corrientes individuales, conocidas como permeado y retenido. La membrana que los separa es una barrera física con características altamente especializadas, una barrera que solo pueden atravesar ciertos componentes seleccionados en la corriente de alimentación.

Los poros de dicho material de membrana son tan pequeños que se miden en Angstrom (10-10 m) y se requiere presión para forzar el líquido a través de ellos.

La fuerza principal de la tecnología de membrana es el hecho de que trabaja son la adición de productos químicos, con un uso relativamente bajo de energía eléctrica y conducciones de procesos fáciles y bien dispuestas Las membranas se utilizan mas a menudo para la creación de agua tratada procedentes de aguas subterráneas, superficiales o residuales. El proceso de la separación por membrana se basa en la utilización de membranas semipermeables. 4.1. 1. Caracterización de membranas

Principios

La membrana actúa como un filtro muy específico que dejara pasar el agua, mientras que retiene los solidos suspendidos y otras sustancias. Hay varios métodos para permitir que las sustancias atraviesen una membrana.

  • Aplicación de alta presión
  • (^) Mantenimiento de un gradiente de concentración en ambos lados de la membrana
  • (^) Introducción de un potencial eléctrico La membrana funciona como una pared de separación selectiva. Ciertas sustancias pueden atravesar la membrana, mientras que otras quedan atrapadas en ella.

¿Qué es la microfiltración? La microfiltración es un proceso de filtración por medio de un medio microporosa que retiene lo sólidos suspendidos de un fluido. El tamaño de poro de la membrana oscila desde 0.1 hasta 1 micras o micrones. La microfiltración es diferente de la ósmosis inversa y a la nanofiltración ya que no requiere presión. Suele utilizarse como pre tratamiento para la ósmosis inversa o como un proceso independiente de filtración. ¿Cómo funciona? La microfiltración es un proceso de filtración con un filtro de tamaño micrométrico (μm). Los filtros pueden ser a presión atmosférica o con un recipiente a cierta presión (máximo 25 psi) (2), pero usualmente trabajan a bajas presiones. Estos filtros son porosos y permiten que el agua pase a través de ellos, remueve materia orgánica, sólidos en suspensión, pequeños coloides, bacterias y turbidez. 4.1.4. Microfiltración

Aplicaciones

La microfiltración se utiliza principalmente como etapa de pretratamiento en la producción de agua potable y agua industrial. Tiene excelentes propiedades para eliminar sólidos en suspensión, bacterias y quistes. La microfiltración tiene muchos campos de aplicación, tales como:

  • (^) Esterilización en frío de bebidas (jugos, vinos, cerveza…) y productos farmacéuticos (pasteurización en frío)
  • Industria láctea (queso, leche…)
  • (^) Clarificación de zumos, vino y cerveza
  • Separación de bacterias del agua
  • (^) Como tratamiento previo para la ósmosis inversa
  • (^) Separación de aceite y agua
  • Tratamientos de efluentes
  • (^) Industria metalúrgica (separación de emulsión agua/aceite);
  • (^) Industria textil (tratamiento de aguas residuales); La MF también se utiliza para la reutilización de aguas residuales. En este caso, se puede combinar con una bioetapa en un biorreactor de membrana.

4.1.5. Nanofiltración

La nanofiltración es un proceso de filtración por medio de una membrana nanoporosa que

se utiliza en aguas de bajos sólidos disueltos totales. El propósito es quitar los iones

polivalentes, además de desinfectarla mediante la retención de materia orgánica, las

membranas orgánicas o las membranas cerámicas pueden ser densas o porosas. Las

membranas de nanofiltración pueden aumentar el espacio vacío, disponibles para el

transporte.

  • La eficiencia de la separación se puede controlar mediante los efectos de cribado

(donde el tamaño de los nanoporos y el tamaño de las partículas del soluto juegan un

papel importante) o las propiedades de disolución y difusión de las partículas del

soluto.

  • Tres parámetros son importantes para el funcionamiento de un dispositivo de

nanofiltración:

 Permeabilidad del disolvente o flujo de membrana

 Eliminación de soluto

 Rendimiento o recuperación.

  • (^) Las membranas de nanofiltración son de estructura microporosa y pueden retener

partículas con un tamaño de 0,1 nm-0,001 μm, lo que permite separar del agua la

mayoría de moléculas, aunque las de peso molecular más bajo queden retenidas en

la membrana parcialmente.

Tipos de membranas aplicadas a nanofiltración

Las membranas que se utilizan en esta tecnología son:

Membranas en espiral: constituidos por un grupo de

membranas enrolladas entre sí sobre un tubo que recoge el

permeado. El flujo del agua tiene lugar de fuera a dentro.

Membranas tubulares: as membranas con forma de tubo

se sitúan sobre un soporte que actúa de colector. El

flujo tiene lugar del interior al exterior. Su uso es el más

extendido.

Características de Tipos de membranas aplicadas a nanofiltración

Hechas especialmente para la recuperación de cáusticos y ácidos.

Todos los materiales de construcción de las membranas han sido

cuidadosamente seleccionados para alcanzar:

  • 95 % de recuperación de cáustico
  • (^) 90 % de reducción de DQO
  • (^) 95 % de ahorro de energía (calor) y de agua
  • (^) 80 al 90 % de reducción de calcio
  • (^) Operación hasta 70 °C de temperatura
  • (^) Rangos entre 1 y 14 de pH

VENTAJA S

  • Alta eficiencia.
  • Sistema compacto y de fácil operación.
  • (^) Genera aguas de alta calidad y posee un

menor rechazo que la osmosis por ser un

proceso de baja presión.

  • (^) Generación de bajos volúmenes de

rechazo.

  • Puede tratar grandes volúmenes de agua.
  • (^) Bajos costos de operación.
  • (^) Incrementa el valor de los productos

farmacéuticos al obtenerlos más purificados.

DESVENTAJAS

  • Requiere de pre-tratamiento,

dependiendo del caso.

  • (^) Genera entre un 15 y 30 % de rechazo

(lavado de la membrana) según el agua

tratada que deben disponerse o tratarse.

  • (^) Usualmente el mantenimiento no es

difícil, pero puede ser de alto costo si se

requiere como primera acción el

reemplazo de la membrana.

  • (^) El reemplazo de membranas debe ser

realizado por personal especializado.