filtracion

1. ULTRA/NANOFILTRA
CIÓN
DIAFILTRACIÓN
Damian Yarahel Contreras Martínez
TECNOLOGIA FARMACEUTICA
Fecha:12/11/2023
QUIMICO FARMACOBIOLOGO

2. ULTRAFILTRACIÓN

3. Definición
Tipo de Filtración que utiliza membranas para separar diferentes
tipos de sólidosy líquidos mediante la aplicación de unafuerza
impulsora.
Presión
concentración
potencial eléctrico

4. Principio de la ultrafiltración es la separación física.
Se puede remover partículas entre 0,01 a 0,10 umde espesor.
o Sólidos suspendidos
o Bacterias
o Algunas proteínas
o Algunos colorantes y compuestos con un peso molecular mayor a 150,000
Daltons.
Las membranas están dispuestas en forma de capilares y están construidas con
materiales poliméricos y naturalmente hidrófobos que son porosos
semipermeables.

5. Figura: Rango de Separación de las Membranas

6. MODELO MATEMÁTICO
El flujo a través de una membrana UFpuede modelarse mediante la ley de
Hagen-Poiseuille modificada, para el flujo de permeado, JP:
Donde:

7. APLICACIONES
 Industria alimentaria; la clarificación de jugos y vinos
 Industria de láctea; se utiliza para aumentar el porcentaje de proteínas ,
este proceso permite mejorar susabor y textura.
 Industriadel helado, la ultrafiltración de la leche antesde la mezclaseusa
para alterar el contenido de lactosa, aumentandoel nivel de proteína del
helado.

8.  Industria química y nuclear; en
el tratamiento de aguas
residuales y efluentes.
 Industria bilógica y
farmacéutica; fabricación de
antibióticos, tratamientos de la
sangre., etc.
APLICACIONES

9. DIAFILTRACIÓN

10. Definición
E
suna modificación de la Ultrafiltración en la cual se adiciona agua a la alimentación con el fin de
facilitar el permeado de algunos componentes a través de la membrana (principalmente lactosa y
minerales).

11. MODELO MATEMÁTICO
La concentración de un soluto en cualquier momento o etapa; proceso definido por:

12. APLICACIONES
Purificación de xilooligosacáridos
Industria láctea; en combinación con la Ultrafiltración para la
elaboración de productos de leche"sinhidratos de carbono",
utilizados en los mercados emergentes de productos de dieta.

13. NANOFIL
TRACIÓN

14. Definición
E
s un proceso de filtración por membranas
que se da por la aplicación de presión;
donde solutos de bajo peso molecular (1000
daltons) son retenidos, mientras que algunas
sales pueden pasar, total o parcialmente, a
través de la membrana con el filtrado.
El principio de la filtración se basa en la
difusión de ciertas soluciones iónicas (como
sodio y cloruro), iones monovalentes,
divalentes y multivalentes.

15. Tabla: Características de utilización de las principales membranas de nanofiltracion

16. MODELO MATEMÁTICO
Modelo DSPM (donnan steric partioning pore model)
• Teoría de carga eléctrica
El primer termino se debe al trasporte difusivo, el segundo al
transporte eléctrico y el tercero a transporte conectivo
o Ji: flujo molar
o Ci =
ͫ concentración del componente i en la membrana
o Jp= flujo volumétrico de permeado
o Ki,d y ki,c factores de retardo para la difusión y la convección

17. Donde:
Øi= coeficiente de partición de equilibrio
Índice de retención

18. Reemplazandolostérminosde concentraciónde solutoenel
permeado (ci,p) y enla membrana(ci,m),el índice de retención
obtenido por el modelo queda:

19. Donde:
ƛi se relaciona con el radio de stokes y el radio de poro de membrana:
El radio de stokes se calcula:
Donde:
K constante de boltzman
Di, ͚ difusividad del soluto i a dilución infinita
 Viscosidad dinámica

20. APLICACIONES
 Industria Láctea: R
educe costos de transportaciónasí
como de recuperación de lactosa,
 eliminación de nitratos y sólidos de proteínas de suero.
 Industria de Alimentos y Bebidas: Desalinización de
gelatina para mejores propiedades de
 batido y para mejorar la claridad de color.
 Industria Farmacéutica: Incrementa el valor de los
productos farmacéuticos al obtenerlosmás
 purificados.
 Industria: Desalinización de tintes para un producto de
valor másalto. R
eciclaje de aguas
 residuales en lavanderías.
 Agroindustria: La eliminación de pesticidas de las
aguas subterráneas.

22. ÓSMOSIS
En el fenómeno de Osmosis, el agua se mueve a través
de una membrana semipermeable desde una zona de baja
concentración hacia una zona más concentrada (de sales e
impurezas), hasta un punto en que se alcanza un equilibrio de
fuerzas.

23. Si consideramos un sistema constituido de un recipiente
dividido en dos compartimentos por una membrana semipermeable,
en uno de los compartimentos ponemos agua pura y en el otro una
solución salina, se observa que el agua pura tiende atravesar la
membrana para pasar a la solución salina.
Al final del fenómeno se podrá ver que los dos
compartimiento están al mismo nivel que al principio, pero con la
diferencia que el nivel de agua pura será el nivel de la solución
salina e inversamente, el fenómeno será como si en el
compartimiento de agua pura tuviese una presión y cuyo valor
corresponderá a la diferencia del nivel tras el proceso.
ÓSMOSIS

24. ÓSMOSIS
PRESION OSMOTICA

25. La Osmosis Inversa es el proceso en el cual se
logra revertir el proceso natural de la osmosis mediante la
aplicación de una alta presión al lado de la membrana con
mayor concentración de sales e impurezas. Con esto se
logra que el agua pase al otro lado de la membrana
logrando así una mayor cantidad de agua pura.
ÓSMOSIS INVERSA

26. ÓSMOSIS INVERSA
A partir de la técnica de Osmosis Inversa es posible:
aprovechar agua dura, salobre o de mar y obtener agua pura para el
consumo humano y otros diversos usos.

27. ÓSMOSIS INVERSA
Para proyectar un equipo de Osmosis Inversa es
fundamental contar con:
Caracterización del agua de alimentación.
· Caudal a tratar.
· Uso del agua de producto.
Los equipos de Osmosis inversa están constituidos
básicamente por:
Fuente de presión.
· Pre-tratamiento y acondicionamiento.
· Contenedor y membranas de Osmosis Inversa.
· Medidores de flujo de permeado, concentrado y reciclado.
· Control mediante microprocesador.
· Panel de protección, mando y control.
· Sistema de post-tratamiento.

28. ÓSMOSIS INVERSA
Si realmente están interesados en adquirir un sistema de
esta naturaleza
no deben de olvidar:
•Hacerle un análisis fisicoquímico al agua que quieren
potabilizar, este nos determina el contenido de impurezas o
de sales disueltas en el agua.
•El volumen de agua que desean potabilizar por día, mes o
año.
•Otro factor importante es definir si existe la posibilidad de
extraer el agua de mar cerca de la playa, o al interior del mar
en una toma Abierta, de esta definición depende el tipo de
pretratamiento que utilicemos para la ósmosis inversa.

29. ÓSMOSIS INVERSA
Esquema básico de un tratamiento de Osmosis inversa

30. ÓSMOSIS INVERSA
Aplicaciones:
Potabilización de agua.
· Desalinización.
· Aguas de proceso.
· Agua de alimentación de caldera y
sistemas de vapor.
· Industria farmacéuticas y cosmética.
· Industria minera y petroquímica.

31. ÓSMOSIS INVERSA
Existen otras alternativas para los problemas de
desalación de agua de mar, como pueden ser: La evaporación y
la Electrodialisis. La alternativa más común es la evaporación, si
comparamos esta tecnología con la osmosis inversa
encontraremos que para el caso de la ósmosis inversa utilizando
membranas de alta presión y con recuperación de energía,
tendremos un consumo de energía eléctrica de 4 a 5 kWh por
metro cúbico generado. Sin embargo la evaporación tiene un
consumo de energía total de unos 15 kWh por metro cúbico de
agua producto.

32. ÓSMOSIS INVERSA
En los últimos 10 años el costo específico de las
membranas ha disminuido considerablemente lo que permite
reducir los costos de operación e incluso los costos de inversión
inicial en plantas potabilizadoras mediante ósmosis inversa.
Se calcula en la actualidad que una planta para
potabilizar agua de mar mediante el proceso de evaporación
puede ser entre: un 50% y hasta un 200% mas cara que la
ósmosis inversa, claro esta, esto sucede en donde existe
corriente eléctrica y el costo por esta no es excesivamente
caro.

33. Los sistemas de potabilización de agua de mar por
medio de osmosis inversa son equipos modulares que nos
permiten tener agua potable sin tener que almacenarla y
ocupar mucho espacio en lugares remotos, o locaciones cerca
de las costas que no cuentan con una planta potabilizadora.
Imagínese internándose en su propio yate en medio
del mar en donde toda el agua que usted necesite puede
potabilizarla con su propio equipo y ubicar su propio hotel o
casa de playa en el lugar mas fascinante por recóndito que
este se encuentre.
ÓSMOSIS INVERSA