SEPARACIONES CON PROCESOS DE MEMBRANA

Transcripción

1 SEPARACIONES CON PROCESOS DE MEMBRANA

2 LA FILTRACION QUE ES? TECNICA DE CLARIFICACION QUE SEPARA LOS SOLIDOS DISUELTOS EN UN LIQUIDO RETENENDOLOS EN UN SECTOR POROSO DENOMINADO SECTOR FILTRANTE

3 TECNICAS QUE SE UTILIZAN EN CLARIFICACION MEDIANTE EL PROCESO DE FILTRACION Filtracion con precapa abierta (de vacio); Filtracion con precapa a presion (de tierra); Filtracion con sectores filtrantes (cartones, placas) Filtracion de membrana (tangencial);

4 LA FILTRACION DE MEMBRANA RESPECTO A OTROS SISTEMAS PERMITE: - Bajo adsorbimento - Gran permeabilidad - Flujos elevados por unidad de superficie - Ausencia de gustos OFF-FLAVUORS FLAVUORS - Ninguna liberaciòn de coadyuvantes - Baja pérdida de producto

5 LAS MEMBRANAS PUEDEN SER CLASIFICADAS EN DOS CATEGORIAS: ISOTROPE (simétricas) Las dimensiones de los poros son uniformes sobre todo los espesores de la membrana; ANISOTROPICHE (asimétricas) Los poros tienen dimensiones mas finas en el lado de entrada respecto al de salida del lìquido;

6 TIPOLOGIA DE LOS MATERIALES - POLISULFON: : (el( mas utilizado) limites temperatura elevados ( c), tolerancia de ph entre 1 y 13, presiones ejercicio 1,7 atm capilar, 7 atm plana; - ACETATO DE CELULOSA: : (el( primero en orden de tiempo) facilidad de construcciòn, caudales elevados; baja resistencia termica, ph entre 2 y 8, poca resistencia a los agentes oxidantes; - OTROS POLIMEROS: polovinilidene fluoruro (VF), poliamide (PA), politetrafluoroetilene (PFTE); - CERAMICA: òptima resistencia termica y a los agentes quimicos,, alta duraciòn; extremamente fràgil, gasto elevado,, no intercambialidad;

7 CONFIGURACION DE LAS MEMBRANAS membranas tubulares, con diametro interior mayor de 10 mm; membranas capilares, con diametro hasta a 1,5 mm; membranas planas, o de placas y chasis,, u hojas planas; membranas espiraladas, caracterizadas por el conjunto de hojas planas envueltas en un eje longitudinal.

8 COMPARACION ENTRE DIFERIENTES CONFIGURACIONES Conparacion Tubolar Fibra Capilar Plana Espiralada Diametro (mm) 10 1,5 1,0 1,1 Velocidad de flujo m/s 2 6 0,5 2, % volume/superficie alto bajo bajo bajo Consumo energìa eléctrica alto bajo bajo bajo Fiabilidad de limpieza buena buena media baja Posibilidad de sentido contrario si si no no Fiabilidad mecànica media buena media media Facilidad de sustituciòn no buena bassa buena

9 MICROFILTRACION ULTRAFILTRACION NANOFILTRACION OSMOSI INVERSA

10 MICROFILTRACION de 2 a 0.1 micron Bacterias, sòlidos muy finos ULTRAFILTRACION de 0.1 a micron Pigmentos, coloides, emulsiones con aceite NANOFILTRACION de a micron azùcar, tensioactivos, colorantes OSMOSI INVERSA de a micron Sales, iones metalicos AGUA

11 APLICACIONES EN ENOLOGIA Microfiltraciòn Ultrafiltraciòn Nanofiltraciòn Osmosi inversa Clarificaciòn vino/mosto Separaciòn antocianos Concentraciòn mosto Concentraciòn mosto

12 FILTRACION EN FLUJO TANGENCIAL Particulas solidas Producto a filtrar Membrana Producto filtrado

13 Imagen delantera de una membrana en el espiral envuelta en eje logitudinal.

14 MEMBRANAS CERAMICAS

15 Membrana capilar

16 POR QUE LA ELECCION DE LOS CAPILARES? MAYOR FACILIDAD DE LIMPIEZA MAYOR PERMEABILIDAD POR UNIDAD DE SUPERFICIE MEJOR DISTRIBUCION DEL FLUJO REPARACION DEL SISTEMA

17

18

19

20 ETANOLO GLUCOSIO FRUTTOSIO ETILE ACETATO TERPINOLO NEROLO CITRONELLOLO LINALOLO SEPARACION CON PROCESOS DE MEMBRANA ACIDITA' TOTALE PH ACIDO ACETICO ACIDO TARTARICO ACIDO MALICO ACIDO CITRICO ESTRATTO NETTO POLIFENOLI TOTALI ACIDO SUCCINICO ACIDO LATTICO GLICERINA GERANIL ACETATO ETILE BUTIRRATO ETILE ESANOATO ETILE OTTANOATO ETILE DECANOATO 11,11 0,70 0,50 4,82 3,25 0,10 2,58 0,64 0,15 16,00 134,00 0,55 1,58 6,91 31,00 0,018 0,005 0,004 0,007 0,027 0,120 0,41 0,64 0,05 11,10 0,70 0,50 4,79 3,26 0,12 2,56 0,63 0,15 16,20 137,00 0,55 1,59 6,91 27,00 0,019 0,004 0,004 0,005 0,029 0,129 0,40 0,61 0,08 3 IDROSSI ETILE BUTANOATO DIETILE SUCCINATO ACETOINO ETILE PIRUVATO ETILE CINNAMATO DIETILE MALATO ETILE LATTATO ALDEIDE BENZILICA DIETIL TARTRATO PANTOLATTONE BUTIRROLATTONE METIL BUTIL ACETAMIDE ALCOOL BENZILICO ISOAMIL ACETATO BUTIL ACETATO ESILE ACETATO 2 FENIL ETIL ACETATO METANOLO 2 METIL 1 PROPANOLO N PROPANOLO 3 METIL 1 PENTANOLO 3 METIL TIO 1 PROPANOLO ESANOLO 0,05 7,28 0,05 0,047-0,010 0,10 14,60-0,010 0,18 0,01 0,40-0,010 0,06 1,33 0,005 0,063 0,26 0,03 35,00 16,00 0,25 0,04 2,42 0,05 7,35 0,05 0,052-0,010 0,10 15,10-0,010 0,16 0,01 0,42-0,010 0,06 1,19 0,006 0,057 0,23 0,03 34,00 17,00 0,23 0,04 2,36

21 OSMOSI La osmosi es el proceso de trasferencia de un lìquido a través de una membrana semipermeabile por la acciòn de un gradiante de concentraciòn. En una tolva,, en cuyo interior se encuentra una membrana semipermeabile que la separa en dos partes iguales; ; se si llenan las dos partes con dos soluciones iguales pero de concentraciòn diferiente, obtenemos como resultado un flujo neto de lìquido de la soluciòn diluìda a la concentrada.. En el punto de equilibrio, las dos soluciones tienen niveles diferientes. La diferencia de nivel que se va obtener, serà indicada como la diferencia de presiòn osmòtica entre las dos soluciones; ; si la soluciòn diluida es compuesta da el lìquido puro, la diferencia de nivel final es igual a la presion osmotica de la soluciòn.

22 Membrana semipermeable Membrana semipermeable Solucion concentrada Solucion diluida Solucion concentrada Solucion diluida Figura 1.En el recipiente que contiene las dos soluciones de concentraciòn diferentes se instaura un proceso de trasferencia de el solvente da la soluciòn diluìda a la concentrada a travez la membrana semipermeable. A el punto de equilibrio, los niveles de las dos soluciones no seran similares a los del inicio del proceso.

23 OSMOSI INVERSA En lugar de hacer el proceso con una presion P1 en las dos soluciones, se prueba con una presion P2>P1 (en la solucion mas concentrada), se retrasa el proceso de trasferencia del lìquido de la soluciòn diluìda a esta concentrada.. En un cierto punto, por un valor de P2 (segùn( producto), el proceso se para y por valores de presiòn superiores, el proceso se inverte. Cuando la presiòn aplicada a la solucion concentrada es superior a la diferencia de las presiones osmòticas de las dos soluciones,, se obtiene el fenòmeno de la osmosi inversa; el lìquido pasa da la soluciòn mas concentrada a la màs diluìda por efecto de un gradiante de presiòn.

24 P 2 =Π Membrana semipermeable P 2 >Π Membrana semipermeable Solucion concentrada Solucion diluida Solucion concentrada Solucion diluida Figura 2. Aplicando una presiòn en el lado de la soluciòn concentrada, igual a la presion osmòtica, el proceso de trasferencia del solvente se para. Si la presiòn aplicada es superior a la presiòn osmòtica, el proceso se invierte.

25

26

27 RESULTADOS ANALITICOS DE PRUEBAS DE CONCENTRACION Parametro Mosto tal cual Mosto obtenido Permeado Azucar gr/lt , Acidez tot. gr/lt SO2 Lib. mg/lt SO2 Tot. mg/lt PH Acidez vol. gr/lt Extracto neto

28 GRACIAS A TODOS POR SU ATENCION ssalvador@velo.it SALUDOS