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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO- PUNOFACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA PROFESIONAL DE NUTRICIÓN HUMANA

SEPARACIÓN PORMEMBRANAS

ASIGNATURA: TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

DOCENTE: LIC. LUZ AMANDA AGUIRRE FLORES

SEMESTRE: VIII

PRESENTADO POR:

- SANDRA ERIKA LAURA MAMANI- XIMENA BEATRIX CORIMAYA BENAVENTE- JACKELINE IZKRA HINOJOSA HERRERA- AURIA MONTUFAR CANAHUA


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E.P.: NUTRICIÓN HUMANA UNA - PUNO

SEPARACIÓN POR MEMBRANAS

INTRODUCCIÓN:

En las últimas décadas se ha apreciado un cierto cambio en la introducción de

nuevas tecnologías capaces de desarrollar alimentos que en su base son similares

a los tradicionales pero que en la práctica son sensiblemente diferentes. Así, se

obtienen alimentos con poca sal, sin azúcar, sin alcohol, sin gluten o con

formulaciones diferentes según la demanda del mercado. ncluso se crean nuevos

alimentos con venta!as para la salud de los consumidores.

Algunas de las nuevas tecnologías están relacionadas con los nuevos materiales,

el envasado, los gases, la aplicación de temperaturas o la aplicación de presiones.

"os alimentos fruto de estas tecnologías requieren, en algún momento de su

elaboración # procesado, una separación específica de partículas. $ara ello, se

está aplicando la tecnología de la filtración por membrana, que actualmente pone

a disposición de los consumidores productos a un precio adecuado # que, en un

futuro inmediato, podrá solucionar algunos de los problemas planteados por la

industria alimentaria.

"as tecnologías de filtración por membranas están siendo cada vez más utilizadas

en los procesos productivos de numerosas industrias. %u capacidad para separar

e&tractos # esencias naturales mu# específicas a temperaturas ba!as o

ambientales las convierte en una tecnología más rentable para este propósito queotros métodos tradicionales.

El tipo de membrana que se escoge es un factor importante para garantizar un

buen funcionamiento # un óptimo rendimiento del proceso. E&isten diversas clases

de membranas que se adaptan a diferentes aplicaciones según cuál sea el nivel

de filtrado requerido. "as membranas en espiral, las membranas cerámicas, las

membranas de acero ino&idable, las membranas tubulares, las membranas de

fibra hueca # las membranas 'plate ( frame) son los modelos más habituales.

"os procesos de separación por membrana frente a las técnicas convencionales

son más seguros, más eficientes, más económicos, aporta soluciones a tres

grandes problemas de la industria como la economía energética, la lucha contra la

contaminación # la me!ora de la calidad. $ara concentrar o fraccionar líquidos de

diferente composición según las industrias alimentarias me!ora en la calidad del


http://condorchem.com/es/tecnologias/tratamiento-de-aguas-industriales/tratamiento-de-aguas-primarias/23-filtracion-por-membranashttp://condorchem.com/es/tecnologias/tratamiento-de-aguas-industriales/tratamiento-de-aguas-primarias/23-filtracion-por-membranas


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producto, reducción de costes de proceso, ma#or rendimiento, automatización del

proceso, nuevos productos, solución a problemas medioambientales.

Membrana*arrera o película permeo selectiva entre dos medios fluidos, que permite el paso

de ciertos componentes de u medio a otro, # evita o restringe el paso de los

componentes.

+aracterísticas

$ermeabilidad selectiva

- -amao de la partícula- Afinidad química con la membrana

- /ovilidad a través de la membrana

Efectividad

- 0esistencia química- Estabilidad mecánica # térmica- $ermeabilidad # selectividad elevada

%e puede realizar la operación a temperatura ambiente

1o ha# cambio de fase

/enor coste de operación, mantenimiento # mano de ora $ocas e&igencias de espacio

$roblema de ensuciamiento incrementa el coste de limpieza # el

tiempo entre filtraciones



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Filtración por membrana

"a filtración por membranas es una tecnología a presión que se utiliza para llevar

a cabo separaciones líquidas varias. %us diferentes modalidades son la

microfiltración, la ultrafiltración # la osmosis inversa.

"a filtración por membrana constitu#e un modo eficaz de lograr una calidad similar

a la de los alimentos frescos con una menor contaminación microbiana "a

filtración por membrana es una de las tecnologías más modernas utilizadas para la

clarificación, concentración, separación de componentes, desalación # purificación

de bebidas. -ambién puede aplicarse para incrementar la seguridad de algunos

productos alimentarios sin tener que recurrir a tratamientos térmicos. En este

caso, los resultados no permiten su aplicación inmediata #a que todavía se

encuentra en fase de estudio. %in embargo, # teniendo en cuenta las me!oras

esperables en el futuro, sería posible la obtención de alimentos similares a losfrescos sin necesidad de pasteurización o con un tratamiento térmico mucho más

suave.

El principio de actuación de esta técnica es bastante simple. "a membrana

funciona como una pared de separación selectiva. 2e esta forma, algunas

sustancias pueden atravesar la membrana, mientras que otras quedan atrapadas

en ella. $or ello, la filtración de membrana se puede utilizar como una alternativa a

la floculación, las técnicas de purificación de sedimentos, la adsorción 3filtros de

arena # filtros de carbón activado, intercambiadores iónicos4, e&tracción #

destilación.

5a# dos factores que determinan la efectividad de un proceso de filtración de

membrana # que dependen del tipo de membrana utilizado

• %electividad se e&presa mediante un parámetro llamado factor de retención

o de separación 3"6m76h4

• $roductividad se e&presa mediante un parámetro llamado flu!o 3"6m76h4.

1o obstante, los fluidos no atraviesan las membranas porque sí, sino querequieren energía, factor que obliga a aplicar alta presión, a mantener un gradiente

de concentración en ambos lados de la membrana #6o la introducción de un

potencial eléctrico.

enta!a"



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"a separación precisa de partículas es cada vez más importante en la producción

de cerveza, zumo de manzana # muchos productos lácteos. "a tecnología de

membrana se ha convertido en una parte importante de la tecnología de la

separación en los últimos decenios. %u importancia radica en el hecho de que

traba!a sin la adición de productos químicos, con un uso relativamente ba!o de

energía # conducciones de proceso fáciles # bien dispuestas.

"a tecnología de la membrana es un término genérico que se utiliza para describir

distintos # mu# característicos procesos de separación, que tienen en común el

uso de una membrana. "as membranas se utilizan cada vez más a menudo para

la creación de agua tratada, procedente de aguas subterráneas, superficiales o

residuales # para algunos alimentos, especialmente los líquidos.

"a aplicación de la filtración por membrana, que ofrece venta!as tanto al

consumidor como al productor, constitu#e un modo eficaz de lograr una calidad

similar a la de los alimentos frescos, con una menor contaminación microbiana.$or otra parte, elimina los ingredientes no deseados, como microorganismos o

sedimentos, que tienen un efecto negativo en la calidad del producto, me!orando la

te&tura del producto final e incrementando su duración.

Incon#eniente"

El ma#or inconveniente de esta técnica, a parte de su aplicación en alimentos

sólidos, es el de la limpieza de las membranas, #a que es necesario eliminar todos

los restos orgánicos e inorgánicos que se acumulan, con cierta frecuencia, en las

superficies. "a limpieza constitu#e un proceso fundamental #a que si no se realiza

correctamente se pueden modificar las permeabilidades #, en consecuencia, se

pierde la especificidad de su acción.

Además, si la membrana retiene microorganismos, se generarán residuos

contaminados que van a requerir un tratamiento complementario. -odo ello obliga

a utilizar limpiadores # desincrustantes que aseguren la eliminación de sustancias

incrustadas 3empleo de limpiadores ácidos o cáusticos4 # de restos de producto

3limpiadores con acción enzimática4.

1ormalmente, la limpieza genera una cierta cantidad de agua residual, que

también ha# que tratar, # reduce la vida media de las membranas. Enconsecuencia, la aplicación de esta tecnología requiere un estudio previo de la

instalación # de los costes que puede suponer su implantación.

/+089"-0A+81



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"a microfiltración, al igual que todo proceso de separación que usa membranas,

permite concentrar un líquido por retención de los componentes de ma#or tamao

3retenido4 respecto al diámetro del poro membranario. El líquido que atraviesa la

membrana, denominado permeado, contiene los componentes o partículas de

menor diámetro. "os diámetros de poro oscilan entre :,; # ;: micras, según el tipo

de componente que se desee retener. El resto de métodos de filtración, como laultrafiltración, nanofiltración u ósmosis inversa, usan membranas con diámetros de

poro menor

"a microfiltración tangencial es una técnica seme!ante a las otras técnicas de

filtración con membranas como la ósmosis inversa # la ultrafiltración. Es la

respuesta a varios tipos de problemas en los cuales los aparatos e&istentes de

separación líquido


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poliamidas unidos dentro de un copolímero. %u poder de filtración no puede

en general ser inferior a :,7 micras.

"as /embranas -ermoplásticas Estas membranas están constituidas de

polvo más o menos calibrado cu#os granos se pegan o sinterizan por

calentamiento o se ligan con agentes de tipo pega. "os principales

materiales que entran la fabricación de los materiales porosos son el $>+,

el polietileno, el polipropileno, el poliestireno # las poliaminas. El proceso de

fabricación permite obtener la forma deseada 3placa, tubo, etc.4 # un control

de las características de las membranas, a saber su porosidad, su espesor,

# su distribución de tamao de poro. "a resistencia mecánica de este tipo

de membrana permite además de operar sin soporte. El poder de

separación puede ba!ar a :,; ?m.

"as /embranas tipo -amíz "as membranas en policarbonato tiene un

espesor de ;: ?m, # poseen poros de tamao perfectamente controlado. %e

obtienen por fragilización mediante una irradiación nuclear. +ada haz deirradiación produce un poro cilíndrico rectilíneo. El hecho de que la película

de policarbonato es mu# delgada confiere a esa membrana una mu# ba!a

resistencia mecánica.

"as /embranas 9ritadas El material de base puede ser fibroso o

granulado. %olo el fritado de pequeos granos permite actualmente llegar a

un corte de filtración inferior a la micra. "as membranas en cerámica fritada

tienen una estructura simétrica, están formadas por la !ustaposición de

capas= cuando más delgada la capa más ba!o el diámetro de grano. "a

escogencia de la membrana depende de muchos parámetros= entre ellos

uno de los más importantes es la dimensión de los poros. +ualquiera seanlas otras características, la membrana deberá primero detener las partículas

indeseables, tales como los microorganismos en la esterilización en frío de

líquidos farmacéuticos # o alimenticios, o las micropartículas en la

producción de agua ultrapura en la industria de componentes electrónicos.

$A0A/E-08% 2E 9@1+81A/E1-8 E1 9"-0A+81 -A1E1+A"

"os caudales de filtrado, la calidad del filtrado, # la relación de concentración

depende del medio filtrante # de la suspensión inicial 3concentración, temperatura,

etc.4, pero también de las características de funcionamiento # de operación

presión, velocidad de flu!o # lavado a contracorriente.

Escogencia del diámetro de poro

$ara una suspensión # un tipo de membrana dada, e&iste un diámetro de

poro óptimo que conserva la calidad de filtración deseada. %e comprueba

que en ciertos casos, en concentración de células bacterianas de :.7 ?m,



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los flu!o en microfiltración son más importantes inicialmente pero luego que

se equilibran a valores más ba!os que en ultrafiltración.

nfluencia de la velocidad de flu!o

"a influencia benéfica de la velocidad de flu!o se debe al aumento del

gradiente de velocidad en la capa límite, que aumenta el cizallamiento, #por tanto mantienen el filtro BlimpioB. Esta velocidad e&cede mu# pocas

veces C a D metros por segundo. Esta limitación resulta de varios factores

- "a recuperación del filtrado 3relación entre el caudal de filtrado# el caudal de alimentación4 que decrece rápidamente con elaumento de la velocidad.

- El consumo energético para la recirculación.- "a pérdida de carga que en el flu!o principal se torna e&cesivo.

nfluencia de la presiónEl caudal de filtrado aumenta con la presión hasta un cierto valor limite, a

partir del cual el caudal se estabiliza o más bien disminu#e.

nfluencia de la concentración

@n aumento de la concentración produce una disminución de flu!o. "a

disminución de flu!o del filtrado en función del tiempo se atribu#e en parte a

este aumento. %egún el caso, el caudal de filtrado en función de la

concentración sigue bien sea una relación lineal, bien sea una relación

logarítmica con o sin rotura de pendiente.

nfluencia de la temperatura

"as modificaciones del flu!o de filtrado que se observan cuando la

temperatura cambia, provienen esencialmente de la variación de la

viscosidad del fluido.

nfluencia del lavado o limpieza a contra


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!


caudales de filtrados disminu#en en efecto progresivamente=

periódicamente se necesita realizar un lavado químico.

A$"+A+81E% 2E "A /+089"-0A+81 -A1E1+A"

El campo de aplicación potencial de la microfiltración tangencial es mu# amplio=

citamos entre otros

- El tratamiento de las aguas, en que se puede concebir como una filtracióndirecta sobre membrana después de una floculación.

- "a depuración de aguas usadas, en las cuales las técnicas de ultrafiltración#a se están utilizando en la escala industrial para concentrar la biomasa

activa.- "a descontaminación de líquidos que interesa a la industria de

componentes electrónicos #a como la industria farmacéutica.- "as biotecnologías en las cuales la microfiltración tangencial encontrará su

sitio para separar los substratos, # concentrar la biomasa 3incluso para

constituir el corazón de un proceso como es el caso de bioreactor de lamembrana4.

- "a química fina en la cual la filtración tangencial es la solución deproblemas de separación difíciles, tales como

o 0ecuperación de sales metálicas cristalizadas 3n%4.

o +oncentración de suspensiones de láte&, etc.

- "as tecnologías propias "a microfiltración tangencial podría permitir larecuperación # la valorización mediante el recicla!e de partículas BfinasB que

actualmente están arrastradas por los efluentes # constitu#en así una

fuente suplementaria de contaminación.



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2isponible en http66FFF.consumer.es6seguridad

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