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¿Qué es la ultrafiltración?

.Ultrafiltración

¿Qué es la ultrafiltración?

La ultrafiltración es un proceso de separación basado en una membrana porosa con aberturas de entre 0.01 y 0.1 micras.

Las membranas de ultrafiltración son más cerradas en comparación a la microfiltración, pero más abiertas que la nanofiltración y ósmosis inversa. Las membranas trabajan con baja presión, lo que resulta en menores costos de operación. Además, son muy eficaces como tratamiento previo a la ósmosis inversa, y a su vez cuentan con un sistema de retro lavado, lo que les proporciona un mayor tiempo de vida.

¿Cómo funciona?

La ultrafiltración utiliza la presión hidrostática para forzar el agua a través de una membrana semi-permeable. El tipo de membranas que conforman a la ultrafiltración pueden ser de espirales que utilizan la separación de flujo cruzado, membranas de fibra hueca y tubular. El sistema de ultrafiltración funciona para remover contaminantes con pesos moleculares de 300 hasta 500’000 Dalton (1).

Las membranas eliminan partículas muy pequeñas, tales como organismos resistentes al cloro, bacterias, orgánicos, sedimentos, solutos de alto peso molecular y otros sólidos en suspensión. Al igual que en la microfiltración, la ultrafiltración es mayormente aplicada como pre tratamiento para la ósmosis inversa, así como un tratamiento independiente.

¿Qué aplicaciones tiene la ultrafiltración?

La ultrafiltración tiene un amplio campo de aplicación, funcionando como pretratamiento y en procesos donde es necesaria el agua de excelente calidad. También es parte fundamental en las separaciones de emulsiones de grado alimenticio, específicamente en los procesos de leche, sueros, quesos, etc.

Algunos ejemplos de sus aplicaciones principales son:

  • Concentración de proteínas del suero de leche.
  • Concentración de proteínas vegetales como avena, canola o soya.
  • Recuperación de almidón
  • Tratamiento de agua en sustituto de filtros de lecho profundo y arena.
  • Clarificación de jugos de frutas, vinos y cerveza
  • Recuperación de almidón

Detallamos las 5 principales aplicaciones de la ultrafiltración:

  1. Tratamiento de agua potable y residual: La ultrafiltración es una técnica comúnmente utilizada para eliminar partículas, microorganismos y macromoléculas, lo que la convierte en una opción ideal para el tratamiento de agua potable y residuales.
  2. Industria láctea: En la industria láctea, la ultrafiltración se utiliza en una amplia gama de aplicaciones como la estandarización de proteínas de la leche para la producción de queso, concentración de proteínas y decalcificación de permeados, así como para la reducción de lactosa en la leche.
  3. Purificación y concentración de macromoléculas y proteínas: Las membranas de ultrafiltración tienen la capacidad única de purificar, concentrar y fraccionar una amplia gama de macromoléculas y proteínas, mediante una barrera física de membrana, garantizando un muy consistente rechazo y rendimiento de flujo.
  4. Sustitución de filtros de arena y filtración de medios tradicionales: La tecnología de ultrafiltración puede ser superior a los filtros de arena y a la filtración de medios tradicionales, que requieren una calidad consistente de agua cruda para entregar un efluente de calidad, lo que no siempre es posible. Además, proporcionan una barrera absoluta.
  5. Separaciones basadas en el tamaño del soluto: Las membranas de ultrafiltración realizan separaciones basadas en el tamaño del soluto. Tienen clasificaciones de retención de 1-5000 K para solutos más o menos esféricos y pueden retener solutos de 10-1000 Å o más grandes de diámetro (aproximadamente 300-1000 KDa), como coloides, moléculas grandes y nanopartículas.

Clasificación de las membranas de separación, de acuerdo a la abertura de sus poros

Recordar que:

1 mm = 1000 μm

1 μm = 1000 nanómetros (nm)

1 nm = 10 Angstroms (Å)


Referencias

  1. Cheryan, M. MEMBRANE SEPARATIONS | Ultrafiltration. Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering. s.l. : Elsevier, 2013.
  2. Ultrafiltration – Wikipedia
  3. The Ultimate on Ultrafiltration – IFT.org
  4. Applications & Case Studies: Ultrafiltration Technology
  5. Ultrafiltration (UF) – DuPont

Última modificación: 26 marzo 2021

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2 comentarios

  • Oscar Narvaez dice:

    buen día pretendo implementar ultrafiltración para un proceso de tratamiento de agua proveniente de un proceso de nixtamalización, precio a ultrafiltración realizare un proceso físico químico de coagulación floculación sedimentación, posterior a este instalare un proceso de filtración a través de filtros de discos y finalmente hare pasar ese gasto de agua filtrada a ultrafiltración para obtener agua para reuso del mismo proceso. me pueden apoyar con el diseño de la ultrafiltración para este tipo de agua?.

    El gasto a tratar son 36 a 60 m3/día, con hasta 2000 mg/lt SST de inicio y después del proceso físico químico y la filtración a través de discos espero obtener 200 mg/lt de SST para ingreso a ultrafiltración.

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