Modelado dinámico de procesos de ultrafiltración tangencial aplicados a la separación de macromoléculas

Abstract

En la presente Tesis Doctoral se analizó la aplicación de modelos dinámicos tanto teóricos como semi-empíricos para predecir el descenso de la densidad de flujo de permeado con el tiempo debido al ensuciamiento en procesos de ultrafiltración tangencial de macromoléculas. Los fenómenos de ensuciamiento están presentes en todas las aplicaciones de los procesos de ultrafiltración y son el principal factor limitante en la aplicación de la tecnología de membranas.

Se realizaron ensayos en planta piloto con dos membranas cerámicas de ultrafiltración y con una alimentación consistente en una disolución acuosa de polietilenglicol. En los ensayos experimentales se varió la velocidad tangencial, la presión transmembranal, la concentración de polietilenglicol y la temperatura. Los datos experimentales obtenidos se compararon con los resultados predichos por los modelos.

Los resultados demostraron la imposibilidad de predecir de manera totalmente teórica la variación de la densidad de flujo de permeado con el tiempo bajo diferentes condiciones experimentales. Uno de los motivos es la dificultad para estimar de forma teórica todos los parámetros de los modelos. Sin embargo, por medio de los Modelos de Hermia modificados para filtración tangencial, se logró predecir con buen grado de ajuste a los resultados experimentales la variación de la densidad de flujo de permeado con el tiempo para todas las condiciones experimentales ensayadas utilizando únicamente como datos experimentales la densidad de flujo de permeado inicial y estacionaria. El resto de los parámetros se calcularon a partir de correlaciones teóricas.