Download - Ultra,nano,dia, filtración
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
OPERACIONES UNITARIAS
ULTRA/NANOFILTRACIÓN
DIAFILTRACIÓN
Realizado por: Laura Abadiano
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ULTRAFILTRACIÓN
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Definición
Tipo de Filtración que utiliza membranas para separar diferentes tipos de sólidos y líquidos mediante la aplicación de una fuerza impulsora.Presiónconcentración potencial eléctrico
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Principio de la ultrafiltración es la separación física.Se puede remover partículas entre 0,01 a 0,10 um de espesor.o Sólidos suspendidoso Bacteriaso Algunas proteínaso 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.
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Figura: Rango de Separación de las Membranas
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MODELO MATEMÁTICO
El flujo a través de una membrana UF puede modelarse mediante la ley deHagen-Poiseuille modificada, para el flujo de permeado, JP :
Donde:
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APLICACIONES
Industria alimentaria; la clarificación de jugos y vinos
Industria de láctea; se utiliza para aumentar el porcentaje de proteínas , este proceso permite mejorar su sabor y textura.
Industria del helado, la ultrafiltración de la leche antes de la mezcla se usa para alterar el contenido de lactosa, aumentando el nivel de proteína del helado.
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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
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DIAFILTRACIÓN
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DefiniciónEs una 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).
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MODELO MATEMÁTICO
La concentración de un soluto en cualquier momento o etapa; proceso definido por:
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APLICACIONES
Purificación de xilooligosacáridosIndustria láctea; en combinación con la Ultrafiltración
para la elaboración de productos de leche "sin hidratos de carbono", utilizados en los mercados emergentes de productos de dieta.
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NANOFILTRACIÓN
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Definición
Es 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.
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Tabla: Características de utilización de las principales membranas de nanofiltracion
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MODELO MATEMÁTICOModelo 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
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Donde:
Øi= coeficiente de partición de equilibrio
Índice de retención
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Reemplazando los términos de concentración de soluto en el permeado (ci,p) y en la membrana (ci,m), el índice de retención obtenido por el modelo queda:
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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
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APLICACIONES
Industria Láctea: Reduce costos de transportación así 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 obtenerlos más
purificados. Industria: Desalinización de tintes para un
producto de valor más alto. Reciclaje de aguas
residuales en lavanderías. Agroindustria: La eliminación de pesticidas
de las aguas subterráneas.
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GRACIAS