Destilacion por membranas

El tratamiento de efluentes salinos y salmueras no es posible utilizando procesos convencionales. La √ļnica tecnolog√≠a que ofrece una soluci√≥n completa es la evaporaci√≥n al vac√≠o, puesto que la √≥smosis inversa o la electrodi√°lisis generan un efluente de rechazo el cual debe ser gestionado. Y la destilaci√≥n convencional conlleva unos costes que hacen que no sea viable econ√≥micamente.

No obstante, existe una tecnología que, aunque la primera patente data de 1963, su utilización empieza a emerger en la actualidad aprovechando todos los desarrollos de la ingeniería de membranas. Se trata de la destilación por membranas.

La destilaci√≥n por membranas consiste en un proceso t√©rmico en el que √ļnicamente las mol√©culas de vapor pueden pasar a trav√©s de la membrana, la cual es hidrof√≥bica. El alimento que se ha de tratar est√° en contacto directo con una de las superficies de la membrana pero no penetra a trav√©s de los poros de la membrana al ser √©sta hidrof√≥bica. La fuerza impulsora para la separaci√≥n es la presi√≥n de vapor a trav√©s de la membrana, y no la presi√≥n total como ocurre con la √≥smosis inversa. Al aumentar la temperatura del alimento aumenta la presi√≥n de vapor y, por tanto, tambi√©n aumenta el gradiente de la presi√≥n de vapor que es la fuerza impulsora.

Desde el punto de vista comercial es una tecnología que no ha sido ampliamente implantada por las siguientes razones:

  • La eficiencia t√©rmica del proceso es reducida por las p√©rdidas de calor por conductividad de las membranas que se produce.
  • Se producen efectos de polarizaci√≥n de concentraci√≥n y temperatura que disminuyen el flujo de permeado a trav√©s de la membrana.
  • Se produce el efecto wetting que consiste en la penetraci√≥n de impurezas presentes en el alimento en los poros de la membrana, disminuyendo as√≠ el flujo de permeado.

A pesar de estos inconvenientes que a medida que progresa la investigación se van superando, la tecnología presenta una serie de ventajas que hacen que sea competitiva cada vez en más aplicaciones. Las ventajas más importantes de la destilación por membrana son:

  • Al igual que en la evaporaci√≥n, el proceso no est√° limitado por el equilibrio, por lo que se pueden conseguir los factores de recuperaci√≥n del agua y de concentraci√≥n del rechazo que sean necesarios. A diferencia de la √≥smosis inversa, no existe un equilibrio el cual establece un l√≠mite en la separaci√≥n.
  • Generalmente la tecnolog√≠a no requiere un pretratamiento del alimento para alargar la vida de la membrana.
  • La eficiencia del sistema y la buena calidad del agua producida pr√°cticamente son independientes de la concentraci√≥n de sal del alimento.
  • Rechazo del 100% de solutos no vol√°tiles.
  • Posibilidad de tratar efluentes corrosivos y √°cidos, que en destilaci√≥n convencional es complicado por los materiales que se requieren.
  • Flexibilidad de operaci√≥n al tratarse de m√≥dulos independientes.

La selecci√≥n de la membrana es clave para el buen funcionamiento del proceso. Las caracter√≠sticas de la membrana tienen influencia directa en el proceso, las m√°s relevantes son: la porosidad, el tama√Īo del poro, el grosor de la membrana, la conductividad t√©rmica y la composici√≥n, la cual est√° relacionada con la resistencia al ataque qu√≠mico.

Las características de la destilación por membranas hacen que sea una tecnología con una aplicación satisfactoria en áreas tan diferentes como:

  • Producci√≥n de agua pura.
  • Desalaci√≥n de salmuera.
  • Eliminaci√≥n de tintes y tratamiento de aguas residuales de la industria textil.
  • Concentraci√≥n de √°cidos y sustancias corrosivas, as√≠ como separaci√≥n de mezclas azeotr√≥picas en la industria qu√≠mica.
  • Concentraci√≥n de zumos y procesado de leche en la industria alimentaria.

La destilaci√≥n por membranas es una tecnolog√≠a que cada vez es m√°s competitiva en una amplia variedad de sectores industriales puesto que permite tratar efluentes complejos. Se trata de una t√©cnica que, conjuntamente con la evaporaci√≥n al vac√≠o, son de las pocas tecnolog√≠as que permiten tratar efluentes salinos y salmueras sin producir si es necesario una corriente de rechazo, puesto que la separaci√≥n no est√° limitada por el equilibrio. No obstante, la destilaci√≥n por membranas a√ļn no es una tecnolog√≠a con una elevada eficiencia energ√©tica por las p√©rdidas de calor por conductividad de la membrana, por lo que su aplicaci√≥n queda restringida a aquellas aplicaciones en las que la destilaci√≥n convencional o la evaporaci√≥n al vac√≠o no son alternativas viables, como es el caso de cuando se desea concentrar √°cidos o sustancias corrosivas.