Aplicaciones micofiltración tangencial

1. H E I D Y L O R E N A G A L L E G O O C A M P O
D O C T O R A E N I N G E N I E R Í A
E S C U E L A D E C I E N C I A S B Á S I C A S T E C N O L O G Í A E I N G E N I E R Í A
U N I V E R S I D A N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A ( U N A D )
APLICACIONES DE LA
MICROFILTRACIÓN TANGENCIAL
EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

2. Se entiende por filtración aquel proceso mediante el cual un
elemento es colocado a través de un tipo de tamiz o filtro por el cual
se separan sus partes, quedando retenidas aquellas partes que no
pasan por su tamaño y siendo filtradas aquellas que sí pasan por el
espacio del filtro
Colador Membranas
Papel filtro
FILTRAcION

3. FILTRAcION
12/03/2017
Reemplazado por
Sistema de filtración a vacío
Filtración clásica
Sistema de microfiltración de flujo tangencial
Filtración con membranas

4. Las tecnologías de membranas se aplican en procesos
de separación a bajas temperaturas y presiones
hidrostáticas.
La membrana
controla el flujo de
los solventes y de
moléculas, micropartículas
(inmiscibles o disueltas),
bacterias y virus que se hallan
en diversas fases
Tecnologías membranarias

5. Tecnologías membranarias
Tratamiento de
aguas residuales
Industria electrónica
Soluciones inyectables
Industria de alimentos
Bebidas
alcohólicas
Jugo de frutas
Industria láctea Refinamiento de
salsas

6. Tecnologías membranarias

7. FILTRAcION con membranas
 Eficiente en la obtención de
productos microbiológicamente
estables.
 Se minimizan los daños térmicos
de componentes sensibles
presentes en los jugos.
Membrana

8. Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería. ECBTI. UNAD
Membrana Membrana
Presión Retenid0
Alimento
Capa de torta
Permeado
microFILTRAcION de flujo tangencial

9. 0.1-2 μm
20-345 kPa
3-50 psi 0.001-0.1 μm
345-1380 kPa
50-200 psi
1-10 Å
1380-6890 kPa
200-1000 psi
Clasificación de las tecnologías membranarias

10. MEMBRANAS
Sintéticas Biológicas Origen
Líquidas Sólidas
Orgánicas Inorgánicas
Material
No porosas
Cargadas / No cargadas
Porosas
Asimétricas Simétricas Estructura
Inversión de fase Mixtas Preparación
[Schirg 2001]
Tipos de membranas

12. Aplicaciones de acuerdo a la clasificación de los procesos
membranarios

13. Aplicaciones de acuerdo a la clasificación de los procesos
membranarios

14. Espiral Tubulares
Planas
Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería. Univalle
Geometría de las membranas

15. Para jugos pulposos (alta viscosidad), leche
1. Tubulares con diámetro ancho
2. Planas con espaciadores
 Esterilización
1. Cerámicas
2. Derivados de polisulfona
 Costo de inversión
1. Orgánicas
2. Cerámicas
Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería. Univalle
Selección de las membranas

16.  Clarificación/pasteurización/esterilización de cerveza, vinos, leche, vinagre, jugos
de frutas.
 Separación de lipoproteínas solubles e insolubles
 Refinamiento de salsas [Furukawa et al. 2008]
 Fraccionamiento de las proteínas del suero [Ho and Zydney 2000; Ho and Zydney 2002; Marshall et al. 1997].
 Separación de caldos de fermentación [Ripperger and Altmann 2002].
 Tratamiento de la leche y del suero por ultrafiltración (UF)
 Producción de queso
 Elaboración de leche fresca microfiltrada [Chacón-Villalobos 2006; Pérez]
 Concentrar soluciones acuosas de los alimentos
Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería. Univalle
Aplicaciones en la industria de alimentos

18.  Aumenta el porcentaje de proteínas como un
método de fortificación.
 Aumenta los sólidos en la leche para la
producción de yogurt ácido libre de grasa.
Diagrama de flujo ultrafiltración de leche
http://marti-todoquesos.blogspot.com/2009/10/ultrafiltracion-de-la-leche.html
Leche
Descremado
Ultrafiltración PermeadoRetenido
Lacto sueroConcentrado
de proteínas
Leche fortificada
Yogurt, queso
Ultrafiltración de la leche

20. Selección y lavado de la fruta
Despulpado Desechos (Semillas, cáscara)
Jugos pulposos
Pretratamientos
Membrana
Prefiltración, centrifugación, hidrólisis enzimática
Permeado estéril Jugo clarificado
estabilizado
Destilación osmótica
Jugo concentradoRetenido
Envasado asépticoPasteurización
Diagrama de proceso clarificación y concentración
de jugos de frutas

21. - Estabiliza las micro fibrillas de celulosa y
de otros polímeros y proteínas.
- Presenta propiedades espesantes,
estabilizantes y sobre todo gelificantes.
- Resistente a la hidrólisis
Composición macromolecular de los jugos
naturales
35%
25%
Lignina
- Presenta baja reactividad.
- Protege los polisacáridos de la degradación
microbiana.
- Inhibe la hidrólisis enzimática de la
celulosa

22.  La separación sólido-líquido ocurre sin cambio de fase.
 Eficiente en la remoción de microorganismos.
 Minimización del consumo de energía.
 Recuperación de productos de valor.
 Bajos costos de inversión.
 Reducción de emisión de residuos que atentan contra el medio ambiente.
 Minimización de daños térmicos.
 Conservación de las propiedades nutricionales y organolépticas.
 Estabilidad microbiológica
Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería. Univalle
Ventajas de las tecnologías membranarias

23. Reducción del flujo de permeado
Concentración
por
polarización
Polarización
de gel
Ensuciamiento o colmatación DE LAS MEMBRANAS
Factores
Características
de la membrana
y del alimento.
Condiciones de
operación.
Adsorción y
precipitación de
macromoléculas
(SÓLIDOS
INSOLUBLES).
Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Candidato a Doctor en Ingeniería. Univalle
Desventajas de las tecnologías membranarias

24. Fomenta el aprovechamiento del suelo colombiano
para el cultivo de frutas tropicales autóctonas y
estimula la generación de trabajo en el campo.
Fortalece el manejo postcosecha de frutales
exóticos exportables.
Ofrecen alternativas competitivas y sostenibles
para el acondicionamiento y la transformación de
frutas que permiten posicionarlas en el mercado
internacional.
Importancia de las tecnologías membranarias en la industria de
alimentos y bebidas

25. Pregrado
 Efecto de la temperatura y la presión transmembrana sobre el proceso de
microfiltración tangencial de jugo de arazá.
 Actualización sistema automático de microfiltración tangencial.
 Proceso de filtración con membranas aplicado a la concentración de jugos
de frutas mediante destilación osmótica.
 Evaluación del desempeño de un proceso de microfiltración tangencial
empleando fluidos modelo.
 Aplicación del proceso de evaporación osmótica para la concentración de
soluciones de sacarosa.
 Obtención de jugo clarificado de uchuva (pysalis peruviana).
Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería. Univalle
TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN REALIZADOS EN TECNOLOGÍAS
MEMBRANARIAS UNIVERSIDAD DEL VALLE

26. Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Candidato a Doctor en Ingeniería. Univalle
ENTIDADES PATROCINADORAS

27. Ing. Química Heidy Lorena Gallego O. Doctora en Ingeniería
GRACIAS