semana 14 - separacion a traves de membrana - chapoñan

8/18/2019 Semana 14 - Separacion a Traves de Membrana - Chapoñan

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INGENIERIA DEALIMENTOS III

CHAPOÑAN CUEVA JORDY

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

TRUJILLO


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SEPARACION A TRAVES DEMEMBRANAS

En general, para llevar a cabo un proceso deseparación o concentración es necesario

aportar cantidades elevadas de energía.

Sin embargo, en los denominados procesosde separación por membrana el consumo

de energía requerido para realizar unaseparación es bajo, por lo que estosprocesos han ido adquiriendo ciertaimportancia en los últimos años.


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En general, una etapa basada en la separación por

membranas puede representarse según el esquema


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El alimento F con una concentración C0 decierto componente se introduce en el

sistema, en el que una parte permea atravs de la membrana, obtenindose unacorriente denominada permeado !P" conuna concentración CP en el componenteconsiderado. #ierta parte de la alimentaciónno pasa a travs de la membrana, lo que dauna corriente de retendo !S" con una

concentraciónCS

.


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$esulta conveniente realizar ciertasde%niciones previas que se utilizan en los

procesos de membrana, & que acontinuación se e'ponen.

Reten!"n o re!#a$o(

%a!tor de !on!entra!"n !FC"(Es el cociente entre la concentración de la

corriente de retenido & la de alimentación(


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• %a!tor de re!&pera!"n 'Q(( Es larelación entre la cantidad de

permeado obtenido & la cantidad dealimento(


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OSMOSIS

• )os soluciones de distintaconcentración, separadas por unamembrana semipermeable, e'iste

una trans*erencia del disolventedesde la solución mas diluida haciala mas concentrada.

Ello hace que e'ista un aumento en la presiónhidrost+tica, conocida como pre)"n o)m"t!a


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OSMOSIS INVERSA

• Si en la zona de la soluciónconcentrada se ejerce una presiónsu%ciente para vencer la osmótica, el

ujo de disolvente se invierte, esdecir, pa)a de *a )o*&!"n!on!entrada a *a d*&da+


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U*tra,*tra!"n

-a ultra%ltración es un proceso de separaciónpor membrana, pero capaz de retenerselectivamente solutos no ionizables.

Esta retención esta basada en el tamañomolecular de los solutos, siendo, generalmente,

retenidas molculas de peso molecularcomprendido entre 00 & /00.000 )alton, que secorresponden a tamaños moleculares entre 0 &100 2mstrong.


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Mode*o matem-t!o• En la ultra%ltración el mecanismo predominante de trans*erencia a

travs de la membrana es la %ltración selectiva a travs de los poros.• El calculo de la densidad de ujo de disolvente, al aplicar este

modelo, conduce a la e'presión(

e es la porosidad de la membrana

Deel di+metro equivalente de los canales,

dmel espesor de la membrana

to es el *actor de tortuosidad de los canales

r & h son la densidad & viscosidad del uido

!3DP" es la caída de presión que el uido e'perimenta al atravesar

la membrana


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MICRO%ILTRACI.N

• -as membranas usadas para lamicro%ltración tienen un tamaño de porode 0. 3 0 4m. Estas membranas de

micro%ltración retienen todas las bacterias.• 5arte de la contaminación viral es atrapada

en el proceso, a pesar de que los virus sonm+s pequeños que los poros de la

membrana de micro%ltración.• Esto es porque los virus se pueden acoplar

a las bacterias.


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NANO%ILTRACION

• -a nano%ltración es una tecnologíade membrana de ultra6baja presióncon el mismo *undamento que la

osmosis inversa & di*usióncontrolada.

• -a di*erencia principal es el grado de

retención que logran estasmembranas, operando en rangosm+s altos de corte de peso molecular

!0,00 3 0,0 mm".


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Ap*!a!one)

• 7ndustria -+ctea( $educe costos detransportación así como de recuperación delactosa, eliminación de nitratos & sólidos deproteínas de suero.

• 7ndustria de 2limentos & 8ebidas()esalinización de gelatina para mejorespropiedades de batido & para mejorar laclaridad de color.

• 7ndustria 9armacutica( 7ncrementa el valor delos productos *armacuticos al obtenerlos m+spuri%cados.


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D)po)!"n operat/a de *o)m"d&*o)

• Etapa 0n!a

#omo su nombre indica es una únicaetapa, en que la disposición es la mostrada

en la %gura.


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Ca)!ada) )mp*e) en)ere

• En esta disposición, las unidades se colocan detal *orma que la corriente de retenido en unaetapa sirve de alimento a la etapa siguiente,obteniendo un conjunto de permeados en cada

etapa, que se juntan en una sola corriente.


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• En el planteamiento del modelo matem+ticodeben realizarse los balances global & desoluto en cada una de las etapas.

• 5or nomenclatura se ha tomado que lasvariables tendran como subíndice elcorrespondiente a la etapa que abandona.

8alances globales(


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