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INTRODUCCION

La filtración por membrana es una tecnología probada y consolidada. Prácticamente todos

los procesos comunes que involucran productos lácteos utilizan un sistema de filtración de

membrana de manera directa o indirecta. La implementación de este tipo de sistema puede

ser impulsada por una serie de objetivos, como aumentar el rendimiento, mejorar la calidad

de productos, mejorar las condiciones de higiene, aumentar la flexibilidad de producción y

reducir el impacto medioambiental de la operación. En el caso de algunos productos, la

filtración de membrana es simplemente la única solución de procesado viable.

Los sistemas de filtración de membrana funcionan de manera eficaz en cientos de plantas

en todo del mundo.

Los líquidos contienen varios componentes disueltos o dispersos de moléculas o partículas

de diferentes tamaños. Mediante el uso de membranas con poros de diferentes tamaños, es

posible separar con exactitud los componentes que desea en diferentes flujos de líquidos.

La parte principal de cualquier proceso de filtración de membrana es la membrana en sí;

por lo tanto, elegir la mejor membrana para un proceso específico suele ser una tarea

compleja. Los tipos de membranas, el diseño de planta y los parámetros de procesado se

deben seleccionar cuidadosamente para obtener la rentabilidad y el rendimiento deseados

del proceso en general.

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EQUIPOS DE FILTRACION Y FILTRACION POR MEMBRANA

I. OBJETIVOS GENERALES

Conocer los equipos de filtración utilizados en la industria alimentaria.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer la importancia del uso de los equipos de filtración y filtración por

membrana en la industria alimentaria.

Entender el proceso de uso de los equipos por filtración de membrana.

II. MARCO TEORICO

1. FILTRACION

La filtración es la operación unitaria en la que el componente solido insoluble de una

suspensión solido-liquido se separa del componente liquido haciendo pasar este último a

través de una membrana porosa la cual retiene a los sólidos en su superficie (filtración de

torta) o en su interior (clarificación), gracias a una diferencia de presión existente entre un

lado y el otro de dicha membrana.

La teoría de filtración es valiosa para interpretar análisis de laboratorios, buscar

condiciones óptimas de filtración y predecir los efectos de los cambios en las condiciones

operacionales.

Al comparar la filtración a nivel industrial ésta difiere de la del laboratorio en el volumen

de material manejado y en la necesidad de manejarlo a bajo costo. Para obtener un gasto

razonable con un filtro de tamaño moderado, se puede incrementar la caída de presión del

flujo o disminuir la resistencia del mismo. Para reducir la resistencia al flujo el área de

filtrado se hace tan grande como sea posible, sin aumentar el tamaño total del equipo o

aparato de filtración. La selección del equipo de filtrado depende en gran medida de la

economía.

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Las aplicaciones de la filtración en la industria alimenticia se pueden considerar en tres

categorías:

La primera incluye todas las aplicaciones en las que la suspensión que contiene

grandes cantidades de sólidos insolubles se separan en los sólidos y líquidos que la

componen, formándose una torta en la parte anterior del medio conociéndose el

proceso como filtración por torta o de torta.

La segunda categoría se denomina clarificación y en esta se quitan pequeñas

cantidades de un sólido insoluble a un líquido valioso donde el propósito es

generalmente producir un líquido claro.

La tercera se denomina micro-filtración donde se separan partículas muy finas por

lo general microorganismos de los alimentos.

En los diferentes procesos de producción de alimentos, se presenta la necesidad de separar

los componentes de una mezcla en fracciones, para de esta manera poder describir los

sólidos divididos y predecir sus características.

Dentro del amplio campo de las separaciones existen dos grandes grupos:

a. El grupo de las separaciones difusionales que son realizadas con cambios de fases y

transporte de materia de una fase a otra.

b. Los métodos correspondientes a las separaciones mecánicas la cual comprende

filtración, sedimentación, centrifugación y tamizado.

Estas separaciones son aplicables a mezclas heterogéneas y no a homogéneas y la forma de

separación depende de la naturaleza de la partícula que vaya a ser separada y de las fuerzas

que actúan sobre ella para separarlas. Las características de las partículas más importantes a

tener en cuenta son el tamaño, la forma y la densidad, y en el caso de fluidos, la viscosidad

y la densidad, aplicables en separaciones de: sólidos de gases, gotas de líquidos de gases,

sólidos de sólidos y sólidos de líquidos. El comportamiento de los diferentes componentes a

las fuerzas establece el movimiento relativo entre el fluido y las partículas, y entre las

partículas de diferente naturaleza. Debido a estos movimientos relativos, las partículas y el

fluido se acumulan en distintas regiones y pueden separase y recogerse, por ejemplo en la

torta y en el tanque de filtrado de un filtro prensa.

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1.1. Aparatos utilizados en filtración

Los aparatos que se utilizan en filtración, constan básicamente de un soporte mecánico,

conductos por los que entra y sale la dispersión y dispositivos para extraer la torta. La

presión se puede proporcionar en la parte inicial del proceso, antes del filtro o bien se puede

utilizar vacío después del filtro, o ambas a la vez, de forma que el fluido pase a través del

sistema.

La mayoría de los filtros industriales operan a vacío o a presión superior a la atmosférica.

También son continuos o discontinuos, dependiendo de que la descarga de los sólidos sea

continua o intermitente.

Durante gran parte del ciclo de operación de un filtro discontinuo el flujo de líquido a

través del aparato es continuo, pero debe interrumpirse periódicamente para permitir la

descarga de los sólidos acumulados.

En un filtro continuo, tanto la descarga de los sólidos como del líquido es ininterrumpida

cuando el aparato está en operación.

A) Filtros prensa (discontinuo de presión)

En estos se coloca una tela o una malla sobre placas verticales, de manera tal que sean los

bordes los que soporten a la tela y al mismo tiempo dejen debajo de la tela un área libre lo

más grande posible para que pase el filtrado. Normalmente se les llama "Filtros de placa y

marco". En esta clase de filtros se alternan placas acanaladas cubiertas en ambos lados por

medio filtrante, con marcos, en conjunto se encuentran apretada por tornillos o una prensa

hidráulica que la cierran herméticamente.

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Las placas y los marcos contienen aberturas en un ángulo, las cuales forman un canal al

cerrar el filtro y por donde se introduce la papilla de alimentación. Al circular la

suspensión, la torta se forma en el lado más alejado de la placa, entrando por el marco,

pasando el filtrado a través del medio y por la superficie acanalada de las placas del filtro y

saliendo por un canal de salida en cada placa.

La filtración se continua hasta que el flujo de filtrado es menor que cierto límite practico o

la presión alcance un nivel inaceptablemente elevado.

Después de la filtración se puede realizar el lavado de la torta sustituyendo el flujo de la

papilla por flujo de lavado, también se puede abrir el filtro y retirar la torta.

B) Filtros espesadores de presión (continuos de presión)

El objeto de un filtro espesador es separar parte del líquido contenido en una suspensión

diluida para obtener otra concentrada. Tiene la apariencia de un filtro de prensa, sin

embargo, no contiene marco y las placas están modificadas. Las placas sucesivas llevan

canales apareados que forman, cuando se monta la prensa, una conducción larga en espiral

para la suspensión. Los lados de los canales están recubiertos con un medio filtrante

mantenido entre las placas. Mientras la suspensión pasa por el canal a presión, una parte del

fluido sigue fluyendo por el canal hacia al distribuidor múltiple de descarga de líquido

claro. La suspensión espesada se mantiene en movimiento rápido para no obstruir el canal.

El número de placas escogido es tal de modo que la diferencia de presión en todo el aparato

no exceda de 6 kgf /cm2. En estas condiciones es posible duplicar la concentración de la

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suspensión de entrada. Si se requiere una concentración mayor, la suspensión espesada en

un filtro se introduce nuevamente en un segundo filtro.

C) Filtros rotatorios (continuo de vacío)

En este tipo de filtros, el flujo pasa a través de una tela cilíndrica rotatoria, de la que se

puede retirar la torta de forma continua. La fuerza más común aplicada es la de vacío. En

estos sistemas, la tela se soporta sobre la periferia de un tambor sobre los que se está

formando la torta.

Cabe destacar que los filtros anteriormente vistos son a modo de ejemplo destacando el

filtro de prensa, el cual fue usado en el laboratorio. Se pueden encontrar una variedad muy

amplia de estos en el comercio dependiendo de la finalidad del proceso a realizar.

2. FILTRACION POR MEMBRANA

La filtración por membranas es una tecnología manejada por presión, con tamaños de poro

que van desde un peso molecular de 100 a 5 micrones. La filtración por membrana puede

ser utilizada en separaciones líquidas variadas. Las tecnologías cubiertas por filtración por

membranas abarcan la microfiltración, la ultrafiltración, la nanofiltración y la osmosis

inversa.

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Ósmosis inversa

La ósmosis inversa es una técnica altamente eficaz para tratamientos de deshidratación,

concentración/separación de sustancias de bajo peso molecular en solución, o tratamiento

de desechos. Posee la habilidad de concentrar sólidos disueltos o en suspensión. El

permeado contiene una muy baja concentración de sólidos disueltos. La ósmosis inversa es

típicamente utilizada para la desalinización de agua de mar.

La nanofiltración puede utilizarse en aplicaciones como el desmineralizado y la

desalinización.

Nanofiltración

La nanofiltración se selecciona cuando la ósmosis inversa o ultrafiltración no son opciones

correctas para una separación. La nanofiltración puede utilizarse en aplicaciones tales como

desmineralizado, remoción de color, y desalinización. En concentraciones de solutos

orgánicos, sólidos en suspensión, e iones polivalentes, el permeado contiene iones

monovalentes y soluciones orgánicas de sustancias de bajo peso molecular, como el

alcohol.

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La ultrafiltración se utiliza ampliamente en el fraccionamiento de leche y suero, y en

fraccionamiento protéico.

Ultrafiltración

La ultrafiltración es un proceso de fraccionamiento selectivo utilizando presiones de hasta

145 psi (10 bar). La ultrafiltración se utiliza ampliamente en el fraccionamiento de leche y

suero, y en fraccionamiento protéico. Concentra sólidos en suspensión y solutos de peso

molecular mayor a 1000. El permeado contiene solutos orgánicos de bajo peso molecular y

sales.

Microfiltración

La microfiltración es un proceso de flujo de baja presión a través de membrana para la

separación de coloides y partículas suspendidas en el rango de 0,05 - 10 micrones. La

microfiltración se utiliza para fermentaciones, clarificación de caldo y clarificación y

recuperación de biomasa.

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Las membranas son barreras físicas semipermeables que separan dos fases, impidiendo su

íntimo contacto y restringiendo el movimiento de las moléculas a través de ella de forma

selectiva. Este hecho permite la separación de las sustancias contaminantes del agua,

generando un efluente acuoso depurado.

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La rápida expansión, a partir de 1960, de la utilización de membranas en procesos de

separación a escala industrial ha sido propiciada por dos hechos: la fabricación de

membranas con capacidad para proporcionar elevados flujos de permeado y la fabricación

de dispositivos compactos, baratos y fácilmente intercambiables donde disponer grandes

superficies de membrana.

Características de los procesos de separación con membranas:

Permiten la separación de contaminantes que se encuentran disueltos o dispersos en

forma coloidal.

Eliminan contaminantes que se encuentran a baja concentración.

Las operaciones se llevan a cabo a temperatura ambiente.

Procesos sencillos y diseños compactos que ocupan poco espacio.

Pueden combinarse con otros tratamientos.

No eliminan realmente el contaminante, únicamente lo concentran en otra fase.

Pueden darse el caso de incompatibilidades entre el contaminante y la membrana.

Problemas de ensuciamiento de la membrana: necesidad de otras sustancias para llevar

a cabo la limpieza, ajustes de pH, ciclos de parada para limpieza del equipo.

Deficiente escalado: doble flujo-doble de equipos (equipos modulares).

Ruido generado por los equipos necesarios para conseguir altas presiones.

A) TIPOS DE MEMBRANA

Las membranas se pueden fabricar con materiales poliméricos, cerámicos o metálicos.

Atendiendo a su estructura física se pueden clasificar en:

1. Membranas micro porosas

Estructuras porosas con una estrecha distribución de tamaño de poros. Las membranas que

se encuadran en este grupo tienen una de distribución de diámetros de poro de 0.001mm –

10mm.

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Los procesos de depuración de aguas que utilizan estas membranas, microfiltración y

ultrafiltración, se basan en impedir por exclusión el paso a través de la membrana de

aquellos contaminantes de mayor tamaño que el mayor diámetro de poro de la membrana,

siendo parcialmente rechazadas aquellas sustancias cuyo tamaño está comprendido entre el

mayor y el menor de los diámetros del poro. En este tipo de membranas la fuerza impulsora

responsable del flujo de permeado a través de la membrana es una diferencia de presión.

Los filtros profundos actúan reteniendo en su interior, bien por adsorción en las paredes de

los poros o por su captura en los estrechamientos de los canales de los poros, las sustancias

contaminantes que se quieren excluir del agua. Son membranas isotrópicas y habitualmente

se utilizan en microfiltración.

Los filtros tipo tamiz son membranas con una estrecha distribución de tamaños de poros.

Capturan y acumulan en su superficie las sustancias contaminantes de mayor tamaño que

los poros. Las sustancias de menor tamaño que pasan la membrana no son retenidas en su

interior, sino que salen formando parte del permeado. Suelen ser membranas anisótropas y

se utilizan en ultrafiltración.

2. Membranas densas

Estructuras sin poros donde el paso de las sustancias a través de la membrana sigue un

modelo de solución-difusión, en el que los componentes de la solución se disuelven en la

membrana y posteriormente se difunden a través de ella. La diferente solubilidad y

difusividad de los componentes de la solución en la membrana permiten la separación de

sustancia del tamaño de moléculas e iones. Debido a las fuertes presiones a las que tienen

lugar estos procesos las membranas son de tipo anisótropo. La ósmosis inversa y la

nanofiltración son procesos que utilizan este tipo de membranas.

3. Membranas cargadas eléctricamente

Pueden ser porosas o densas, con restos aniónicos o catiónicos fijos en la estructura de la

membrana. La separación es consecuencia de la carga de la membrana, siendo excluidos

aquellos componentes cuya carga sea la misma que la de la membrana. La separación

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también depende de la carga y concentración de los iones de la solución: los iones

monovalentes son excluidos menos eficazmente que los divalentes, así mismo, el proceso

de separación es menos efectivo en soluciones de elevada fuerza iónica. Estas membranas

se utilizan el los procesos de electrodiálisis.

4. Membranas anisótropas

Las membranas anisótropas son estructuras laminares o tubulares donde el tamaño de poro,

la porosidad o la composición de la membrana cambia a lo largo de su espesor. Están

constituidas por una delgada película (densa o con poros muy finos) soportada en otra más

gruesa y porosa, de tal forma que la primera es la responsable del proceso de separación y

la segunda aporta al sistema la suficiente resistencia mecánica para soportar las condiciones

de trabajo. La película responsable del proceso de separación y la que aporta la resistencia

mecánica pueden estar fabricadas con el mismo material (membranas de Loeb-Sourirajan)

o con materiales diferentes (membranas de tipo composite).

Debido a que la velocidad de paso de las sustancias a través de la membrana es

inversamente proporcional a su espesor, las membranas deberán ser tan delgadas como sea

posible. Mediante la fabricación de membranas ansótropas (asimétricas) es posible

conseguir espesores de membranas inferiores a 20 mm, que son los espesores de las

membranas convencionales (isótropas o simétricas). La mejora en los procesos de

separación, debido a este tipo de membranas, ha hecho que sean las de elección en los

procesos a escala industrial.

Para la fabricación de membranas se emplea:

CA - Acetato de Celulosa. Membrana Hidrofílica ideal para la filtración de

muestras acuosas pero de baja resistencia a los solventes en comparación con

membranas RC. Se utiliza una membrana pre-filtro de fibra de vidrio para el

filtrado de medios de cultivos de tejidos, la filtración de muestras biológicas y para

la clarificación y esterilización de muestras acuosas. Mínimo enlace con proteínas

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(enlace<PVDF<PS), el pre-filtro de vidrio incrementa por 3 el rendimiento de

filtrado.

RC - Celulosa Regenerada. Membrana hidrofílica con las mismas propiedades

que las de acetato de celulosa, pero estable a la mayoría de solventes HPLC. Esta

membrana se usa con solventes de HPLC, desgasificado y filtración y resulta

compatible con muestras acuosas a pH 2-12. Con una baja tasa de enlace no

específica con proteínas, se selecciona esta membrana para filtración de proteínas

cuando se requiera una tasa de recuperación máxima.

CES - Poliétersulfona. Membrana hidrofílica adecuada para muestras acuosas que

no requiere tratamiento previo por las caraterístuicas hidrofílicas del material

filtrante.

MEC - Mezcla de ésteres de Celulosa. Membrana Hidrofílica ideal para la

filtración de muestras acuosas pero de baja resistencia a los solventes. Mínimo

enlace con proteínas (enlace<PVDF<PS), el pre-filtro de vidrio incrementa por 3

el rendimiento de filtrado.

GF-Fibra de vidrio. Usada en general como pre-filtro en la mayoría de sistemas

de filtración. Triplica la capacidad de filtración. Usada típicamente en muestras

crudas y en la limpieza y purificación de DNA.

Nylon - Poliamida 6-6. Usada normalmente para la filtración de muestras HPLC

antes de la inyección, con buena resistencia a los solventes. De propiedades

hidrofílicas permite buenos resultados con muestras acuosas. No debería utilizarse

si se requiere la máxima recuperación de proteínas.

PVDF - Polivinilidén difluoruro. Membrana Hidrofílica con buena resistencia a

los solventes. Ideal para la filtración de fases móviles de HPLC y para la mayoría

de muestras biológicas. Se considera que las membranas de PVDF tienen el menor

enlace con proteínas.

PTFE - Politetrafluoroetileno. Membrana hidrofóbica químicamente resistente a

solventes, ácidos y bases. Esta membrana resulta ideal para la filtración de

solventes para cromatografía, sin extraíbles debido a la membrana de PTFE.

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CA

Acetato de

Celulosa

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

13 0.20   100 N11940

13 0.45   100 N11930

25 0.20   50 N11960

25 0.45   50 N11950

47 0.20   50 N11980

47 0.45   50 N11970

         

RC

Celulosa

Regenerada

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

13 0.20   100 T38130

13 0.45   100 T38120

25 0.20   50 T38150

25 0.45   50 T38140

47 0.20   50 T38180

47 0.45   50 T38160

 

Nylon

Poliamida 6-6

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

13 0.45   100 N11820

13 0.20   100 N11810

25 0.45   50 N11840

25 0.20   50 N11830

47 0.20   50 N11860

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47 0.45   50 N11850

         

PP

Polipropileno

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

13 0.20   100 N12060

13 0.45   100 N12050

25 0.20   50 N12080

25 0.20   50 N12070

47 0.20   50 N12100

47 0.45   50 N12090

         

PVDF

Polivinilidén

difluoruro

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

13 0.20   100 N12000

13 0.45   100 N11990

25 0.20   50 N12020

25 0.20   50 N12010

47 0.20   50 N12040

47 0.45   50 N12030

         

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PTFE

Politetrafluoro etileno

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

13 0.20   100 N11880

13 0.45   100 N11870

25 0.20   50 N11900

25 0.20   50 N11890

47 0.20   50 N11920

47 0.45   50 N11910

         

GF

Fibra de Vidrio

Diámetro mm Porosidad µm Pre Filtro Cantidad un. Referencia

25 1.00   50 BH1880

47 1.00   25 BH1890

         

         

         

         

         

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EQUIPOS DE FILTRACION

a. MANIFOLD, 3-PLACE ALUMINUM FILTER FUNNEL HOLDER (Colector de

Aluminio para embudos de filtrado, de 3 posiciones) El colector de aluminio para

embudos de filtrado Gelman acelera la realización de pruebas de filtrado por

membrana y es práctico para los analistas que deben evaluar grandes volúmenes de

muestras o que tienen que efectuar varios ensayos de Coliformes al día. El colector

puede filtrar hasta tres muestras en forma simultanea. Las válvulas de control para

el embudo también permiten la operación independiente del embudo. Los

Colectores se pueden conectar en serie. El Colector cuesta menos que el acero

inoxidable y es fácil de manejar y esterilizar.

b. FILTER HOLDER, MAGNETIC (Soporte magnético para Filtros) Para el filtrado

por aspiración, este embudo de plástico transparente con graduaciones impresas

presenta un acoplamiento magnético del embudo al tubo para cambios rápidos de

filtro. Se utiliza en análisis de Coliformes y en prefiltado de gran utilidad de fluidos,

así mismo se adapta a varios sistemas estándar de colectores con conexiones con

tapón de goma. Fabricado en plástico polisulfona. Utiliza filtros de membrana de

47mm. Se utiliza con el Colector de Aluminio para embudos de Filtrado (Manifold).

Autoclavable.

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B) Aplicaciones industriales de la filtración por membranas

Las tecnologías de filtración por membranas están siendo cada vez más utilizadas en los

procesos productivos de numerosas industrias. Su capacidad para separar extractos y

esencias naturales muy específicas a temperaturas bajas o ambientales las convierte en una

tecnología más rentable para este propósito que otros métodos tradicionales.

El tipo de membrana que se escoge es un factor importante para garantizar un buen

funcionamiento y un óptimo rendimiento del proceso. Existen diversas clases de

membranas que se adaptan a diferentes aplicaciones según cuál sea el nivel de filtrado

requerido. Las membranas en espiral, las membranas cerámicas, las membranas de acero

inoxidable, las membranas tubulares, las membranas de fibra hueca y las membranas “plate

& frame” son los modelos más habituales.

La filtración por membrana puede ser aplicada en infinidad de industrias en las que

intervienen procesos químicos. La industria de la alimentación, con especificaciones

importantes en los sectores lácteo y del azúcar, la farmacéutica, la biotecnológica y la

química, propiamente dicha, son ámbitos en los que la filtración por membranas puede ser

de gran utilidad.

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La aplicación de las diversas técnicas de filtración por membranas en la industria

alimentaria abarca infinidad de campos. Entre los más comunes se pueden citar la

concentración de clara de huevo, la Clarificación y preconcentración de jugos de frutas, la

concentración y extracción de cenizas de gelatina porcina, vacuna o de hueso, la

clarificación de la salmuera de carne para la remoción de bacterias y re-uso de la salmuera,

la Concentración de proteínas de vegetales y plantas tales como soja, canola y avena y la

desalcoholización de vino y cerveza.

- Industria láctea: la filtración por membrana es una parte valiosa del proceso de

producción, especialmente en la manufactura de ingredientes lácteos. Sus

aplicaciones pueden dividirse en tres categorías: aplicaciones a leche, aplicaciones a

suero y otras aplicaciones como el clarificado de salmuera de queso.

- Industria de almidones y edulcorantes: el beneficio principal es el incremento en el

rendimiento de los productos, entre los que se incluyen la clarificación de jarabes de

maíz como dextrosa y fructosa, la concentración de agua de lavado del almidón, el

enriquecimiento de dextrosa, la de-pirogenación del jarabe de dextrosa y el

fraccionamiento/concentración de agua de maceración.

- Industria del azúcar: la filtración por membranas se puede utilizar para clarificar el

jugo no procesado sin utilizar clarificadores primarios, eliminando así muchos

problemas ambientales y mejorando la calidad y el rendimiento de otros métodos

tradicionales. Las membranas también pueden clarificar, fraccionar y concentrar

varias soluciones de azúcar en el proceso de producción.

- Industria química: muchos procesos químicos utilizan la filtración por membranas

para desalar, diafiltrar y purificar tintes, pigmentos y abrillantadores ópticos, limpiar

las corrientes de aguas residuales y de lavado, la concentración y deshidratación de

minerales como arcilla caolínica, dióxido de titanio y carbonato de calcio, la

clarificación de cáusticos, la producción de polímeros o la recuperación de metales.

- Industria farmacéutica: la cosecha de células o recuperación de biomasa es un paso

importante en un proceso de fermentación, especialmente al manufacturar productos

como los antibióticos. La filtración mejora la producción y reduce la tarea del

operario y el costo de mantenimiento. Las membranas son también una parte

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estándar de las líneas de producción industrial de enzimas al concentrar enzimas

previamente a otros procesos.

- Queso: La ultrafiltración de la leche representa la primera innovación real en la

historia de la elaboración del queso y ofrece ventajas considerables a fabricantes y

consumidores. Durante el proceso de fabricación del queso, algunos de los

nutrientes presentes en la leche se pierden en el suero (carbohidratos, vitaminas

solubles y minerales). Estas pérdidas tienen consecuencias económicas

considerables que encarecen la operación de procesado. La ultrafiltración es un

medio eficaz de recuperar estos subproductos que pueden utilizarse

subsecuentemente para elaborar otros productos. Al mismo tiempo, se obtienen

unos quesos de mayor valor nutricional y mejor precio. Otra aplicación en el caso

del queso es el uso de la microfiltración para eliminar microorganismos no deseados

de la leche fresca utilizada para elaborar quesos a base de leche cruda.

- Leche microfiltrada: Las técnicas clásicas empleadas para incrementar la

conservación y la seguridad de la leche se basan en los tratamientos térmicos, tales

como la pasteurización y la esterilización. Dichas técnicas modifican algunas

propiedades sensoriales de la leche como, por ejemplo, su sabor. La microfiltración

constituye una alternativa a los tratamientos térmicos cada vez más empleada para

reducir la presencia de bacterias y mejorar la seguridad microbiológica de los

productos lácteos, preservando su sabor. La leche fresca microfiltrada se conserva

durante más tiempo que la leche fresca pasteurizada tradicionalmente. Por otra

parte, existe una novedad en la tecnología de las membranas aplicada a la

fabricación que garantiza una seguridad higiénica similar a la “termización” de la

leche desnatada a 50°C. Este proceso permitirá la comercialización de una leche

nueva, que podrá conservarse a temperatura ambiente durante seis meses y tendrá

un sabor similar al de la leche fresca pasteurizada.

C) Ventajas

La separación precisa de partículas es cada vez más importante en la producción de

cerveza, zumo de manzana y muchos productos lácteos. La tecnología de membrana se ha

convertido en una parte importante de la tecnología de la separación en los últimos

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decenios. Su importancia radica en el hecho de que trabaja sin la adición de productos

químicos, con un uso relativamente bajo de energía y conducciones de proceso fáciles y

bien dispuestas.

La tecnología de la membrana es un término genérico que se utiliza para describir distintos

y muy característicos procesos de separación, que tienen en común el uso de una

membrana. Las membranas se utilizan cada vez más a menudo para la creación de agua

tratada, procedente de aguas subterráneas, superficiales o residuales y para algunos

alimentos, especialmente los líquidos.

La aplicación de la filtración por membrana, que ofrece ventajas tanto al consumidor como

al productor, constituye un modo eficaz de lograr una calidad similar a la de los alimentos

frescos, con una menor contaminación microbiana. Por otra parte, elimina los ingredientes

no deseados, como microorganismos o sedimentos, que tienen un efecto negativo en la

calidad del producto, mejorando la textura del producto final e incrementando su duración.

D) Inconvenientes

El mayor inconveniente de esta técnica, a parte de su aplicación en alimentos sólidos, es el

de la limpieza de las membranas, ya que es necesario eliminar todos los restos orgánicos e

inorgánicos que se acumulan, con cierta frecuencia, en las superficies. La limpieza

constituye un proceso fundamental ya que si no se realiza correctamente se pueden

modificar las permeabilidades y, en consecuencia, se pierde la especificidad de su acción.

Además, si la membrana retiene microorganismos, se generarán residuos contaminados que

van a requerir un tratamiento complementario. Todo ello obliga a utilizar limpiadores y

desincrustantes que aseguren la eliminación de sustancias incrustadas (empleo de

limpiadores ácidos o cáusticos) y de restos de producto (limpiadores con acción

enzimática).

Normalmente, la limpieza genera una cierta cantidad de agua residual, que también hay que

tratar, y reduce la vida media de las membranas. En consecuencia, la aplicación de esta

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tecnología requiere un estudio previo de la instalación y de los costes que puede suponer su

implantación.

E) Mantenimiento de los procesos de los sistemas de filtración de membrana

Los sistemas de filtración de membrana pueden ser manejados tanto en flujo frontal como

en flujo tangencial.

El propósito de la optimización de las técnicas de membrana es el logro de una producción

lo más alta posible por un largo período de tiempo, con niveles aceptables de

contaminación.

Sistemas de membrana

La elección de un determinado tipo de sistema de membrana está determinada por un gran

número de aspectos, tales como costes, riesgos de adaptación de las membranas, densidad

de embalaje y oportunidades de limpieza. Las membranas nunca son aplicadas como una

única placa plana, porque una gran superficie a menudo da lugar a altos costes de inversión.

Es por esto que los sistemas son construídos de forma muy compacta, de manera que se

consigue una gran superficie de membrana en el mínimo volumen posible.

Las membranas se aplican en varios tipos de módulos. Hay dos tipos principales,

llamados sistema tubular de membrana y sistema placa y marco de membrana. Los sistemas

tubulares de membrana se dividen en membranas tubulares, capilares y de fibras huecas.

Las membranas de placa y marco se dividen en membranas espirales y membranas

almohadiformes.

Obstrucción de la membrana

Durante los procesos de filtración de membrana la obstrucción de la membrana es

inevitable, incluso con un pre-tratamiento suficiente. Los tipos y las cantidades de suciedad

dependen de muchos factores diferentes, tales como la calidad del agua, tipo de membrana,

material de la membrana y diseño y control de los procesos.

Partículas, bioobstrucción y “scaling” son los tres tipos principales de suciedad en una

membrana. Estos contaminantes hacen que se requiera una mayor carga de trabajo, para

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poder garantizar una capacidad contínua de las membranas. Llegará el punto en el que la

presión aumentará tanto que ya no sera rentable ni económica ni técnicamente.

Limpieza de la membrana

Existen unas cuantas técnicas de limpieza para la eliminación de la suciedad de membrana.

Estas técnicas son de lavado por chorro delantero, lavado por chorro trasero, lavado por

chorro de aire y limpieza química.

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CONCLUSIONES

- En el presente trabajo hemos podido aprender que la filtración por membrana puede

ser utilizada en separaciones líquidas variadas.

- Los líquidos contienen varios componentes disueltos o dispersos de moléculas o

partículas de diferentes tamaños. Mediante el uso de membranas con poros de

diferentes tamaños, es posible separar con exactitud los componentes que desea en

diferentes flujos de líquidos.

- La separación precisa de partículas es cada vez más importante en la producción de cerveza, zumo de manzana y muchos productos lácteos.

- La importancia de la filtración está presente en el hecho de que trabaja sin la adición

de productos químicos, con un uso relativamente bajo de energía y conducciones de

proceso fáciles y bien dispuestas.

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BIBLIOGRAFIA

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http://lenesing.com/catalogos/FILTRACION_POR_MEMBRANA.pdf

http://www.eufic.org/article/es/artid/filtracion-membrana-calidad-alimentaria/

http://blog.condorchem.com/aplicaciones-industriales-de-la-filtracion-por-

membranas/

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2006/01/04/21837.php

http://www.interempresas.net/Quimica/Articulos/101667-Claves-del-proceso-de-

filtracion-por-membranas-tecnicas-y-aplicaciones.html

http://www.lenntech.es/tecnologia-de-membrana.htm#ixzz3tNj17Zns