conceptos basicos de membranas
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INTIINTIINTIINTI LácteosINTIINTIINTIINTI Lácteos
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Quien es Quien es � Empresa ARGENTINA, fundada en 1980
� Fabricación de Sistemas de Tratamientos de Agua & Procesos Lacteos
� Elaboración de Productos Químicos
� Conformada por un staff de 90 Profesionales en ARG y PERU
� Servicios en toda SUDAMERICA
� Plantas Industriales: SANTA FE (Argentina) / SANTIAGO del ESTERO (Argentina)
CAJAMARCA (Perú)
� Oficinas Técnico-Comerciales: 7 (Siete)
� ISO 9001, ISO 14001, OHSAS 18001
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Planta OSMOSIS INVERSA Planta OSMOSIS INVERSA –– 1.500.000 1.500.000 ltslts/h /h (416LPS)(416LPS)
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SALA DE CONTROL y GESTION SALA DE CONTROL y GESTION –– DESALADORADESALADORA1.500.000 1.500.000 ltslts//hrhr –– 416 LPS416 LPS
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WPI WPI –– Capacidad: 6,000,000 Kg/díaCapacidad: 6,000,000 Kg/día
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MPC 85 MPC 85 –– Capacidad: 960,000 Kg/díaCapacidad: 960,000 Kg/día
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“Tecnologías de membranas aplicada a la industria “Tecnologías de membranas aplicada a la industria láctea”láctea”
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LECHELECHE•• EnteraEntera•• DescremadaDescremada•• ButtermilkButtermilk
SUEROSUERO
CON QUE NOS ENCONTRAMOS:CON QUE NOS ENCONTRAMOS:
SUEROSUERO��De la Producción de QuesoDe la Producción de Queso
•• DulceDulce•• ÁcidoÁcido•• SaladoSalado
��De la Producción de CaseínaDe la Producción de Caseína
•• DulceDulce•• ÁÁcidacida
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Cau
dal
/Are
a(Fl
ux)
Cau
dal
/Are
a(Fl
ux)
Alimentación
FILTRACION CONVENCIONALFILTRACION CONVENCIONAL
VolúmenVolúmen FiltradoFiltradoC
aud
al/A
rea(
Flu
x)C
aud
al/A
rea(
Flu
x)Filtrado
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FILTRACION CONVENCIONALFILTRACION CONVENCIONAL
11
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Rechazo
.
..
.
..
.
..
.
..
.
.
.
o
o
o
o o
o
o
o o
Cau
dal
/Are
a(Fl
ux)
Cau
dal
/Are
a(Fl
ux)
Alimentación
FILTRACION TANGENCIAL vs CONVENCIONALFILTRACION TANGENCIAL vs CONVENCIONAL
Permeado
.
.
.
.
..
. .
o
Rechazo
..
o
oo
o
o
o.
.
.
.
.
.
..o
o
o
o o
Cau
dal
/Are
a(Fl
ux)
Cau
dal
/Are
a(Fl
ux)
VolúmenVolúmen FiltradoFiltrado
Convencional
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Presión, P
Flujo , Q (caudal)
Sólidos SuspendidosColoidesEmulsiones PrecipitadosMacromoléculasAlimentación o Retención
CONCEPTOS BASICOS DE MEMBRANASCONCEPTOS BASICOS DE MEMBRANAS
R = 0% R = Parcial R=100%
Agua
Sales
Sólidos Disueltos
DBO
DQOPolisacáridos pequeños
Membrana Asimétrica
Permeado
Flux,J(Caudal/Unidad.Superficie)
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Limitaciones Hidrodinámicas de MembranasLimitaciones Hidrodinámicas de Membranas
Q
Grueso de la Solución
CONCEPTOS BASICOS DE MEMBRANASCONCEPTOS BASICOS DE MEMBRANAS
Capa de Gel
J
Capa Limite
Capa deEnsuciamiento
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Contradifusión
Flujo ConvectivoFlux de Solvente
Ja
Lado de AlimentaciónLado del Permeado
Membrana
(Cg)
Presión
Capade Gel
Flux de Soluto
Factores Factores que Controlan el Fluxque Controlan el Flux
Capa LímiteConcentración Gruesa
CONCEPTOS BASICOS DE MEMBRANASCONCEPTOS BASICOS DE MEMBRANAS
Concentración
Perfil de Velocidad Ensuciamiento
Flujo de Alimentación Resistencia de la Membrana
(Cb)
Partículas Retenidas
Flux de Soluto
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TAMAÑOS RELATIVOSTAMAÑOS RELATIVOS
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GRADOS DE SEPARACIONGRADOS DE SEPARACION
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Agua Sal Azúcar Proteína Sólidos Suspendidos
Microfiltración
Ultrafiltración
Proteína Sólidos Suspendidos
GRADOS DE SEPARACIONGRADOS DE SEPARACION
Nanofiltración
Azúcar Proteína Sólidos Suspendidos
Osmosis Inversa
AGUA
Sal Azúcar Proteína Sólidos Suspendidos
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CONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANASCONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANAS
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CONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANASCONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANAS
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CONFIGURACION DE UN SISTEMA DE MEMBRANASCONFIGURACION DE UN SISTEMA DE MEMBRANAS
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Etapa 1 Etapa 2
Permeado
PROCESO CONTINUO CONCENTRACION POR ETAPASPROCESO CONTINUO CONCENTRACION POR ETAPAS
Tanque de
Alimentación
ConcentradoControlador de
Relación de Flujo
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CARACTERISTICAS BASICASCARACTERISTICAS BASICAS
TECNOLOGIA RO NF UF MF
CONCENTRADOTodos los solutos de
la corriente
Todos los solutos excepto iones monovalentes
Proteínas y Grasas
Proteínas y Grasas Grandes
Agua, Minerales,
PERMEADO AguaAgua y Iones
MonovalentesAgua, Minerales,
NPN y Lactosa
Agua, Minerales, NPN, Lactosa y
Proteínas Pequeñas
PRESIONES (Rango)
200-1000 psi 150-600 psi 30-150 psi 10-50 psi
GRADO de SEPARACION
Rechazo de Sales Rechazo de SalesPeso Molecular
(MWCO)Tamaño de Poro
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RO / NF / UF / MFRO / NF / UF / MF
Algunos usos Interesantes de las Diferentes Tecnologías son:
� OSMOSIS INVERSA ( RO):
• Concentración de Suero Dulce o Ácido• Concentración de Leche Entera o Descremada• Concentración de Permeado de UF• Pulido de Permeado de NF• Pulido de Condensado de Evaporadores• Pulido de Condensado de Evaporadores• Recuperación de Productos diluidos, proveniente de Aguas de Enjuagues
� NANOFILTRACIÓN (NF):
• Concentración y Parcial Desmineralización de Suero Dulce o Ácido• Concentración y Parcial Desmineralización de Permeado de UF• Reducción de Sal y Minerales de Suero Salado• Concentración de Corrientes con Altas Proteínas.
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RO / NF / UF / MFRO / NF / UF / MF
Algunos usos Interesantes de las Diferentes Tecnologías son:
� ULTRAFILTRACIÓN (UF):
• Fraccionamiento de Suero Dulce para WPC• Fraccionamiento de Suero Dulce para WPI• Fraccionamiento de Leche para MPC• Concentración de Leche previo a la Fabricación de Queso• Concentración de Leche previo a la Fabricación de Queso
� MICROFILTRACIÓN (MF):
• Remoción de Grasas del Suero y/o WPC para producción de WPI• Fraccionamiento de Proteínas de Leche descremada, para separar Caseína.• Remoción de Contaminantes provenientes de la Solución de Salmuera
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CARACTERISTICAS BASICAS LECHE/SUEROCARACTERISTICAS BASICAS LECHE/SUERO
COMPONENTESLECHE SUERO DULCE
%
SOLIDOS TOTALES 12,5 6,5
PROTEINAS 3,5 0,8
LACTOSA 4,8 4,9
CENIZAS 0,7 0,5
GRASAS 3,5 0,3
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� Clarificación: Límites tolerables100-150 mg/l de TSS
� Separación: Límites tolerables0.02-0.07% de Grasas
PRETRATAMIENTO del SUEROPRETRATAMIENTO del SUERO
0.02-0.07% de Grasas
� Pasteurización: HTST
� Temperatura: Entre 15-21°C y 46-49°C
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� Temperatura de Alimentación < 21°C:� Muy poco desarrollo de bacterias� Mejor concentrado de proteínas� Fosfatos de Calcio eliminados por fouling� Mínimos problemas de bio-fouling� Sistemas de fácil limpieza� Incremento de la vida útil de la membrana� Mayor área de membrana requerida de trabajo
TEMPERATURA de PROCESO del SUEROTEMPERATURA de PROCESO del SUERO
� Mayor área de membrana requerida de trabajo
� Temperatura de Alimentación ≥ 48°C:� Bacterias se duplican en número cada 20 minutos� Fosfatos de Calcio con potencial fouling� Pueden ocurrir problemas de Bio-fouling� El sistema es muy dificil de limpiar� Disminuye la vida útil de la membrana
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PLANTA PILOTOPLANTA PILOTO
MF MF -- UF UF -- NF NF -- RO RO
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NANOFILTRACION DE SUERO NANOFILTRACION DE SUERO -- NFNF
ParámetrosParámetros SueroSuero ConcentradoConcentrado NFNF PermeadoPermeado NFNF
Total SolidsTotal Solids 3 3 –– 6% TS6% TS 18 18 –– 25% TS25% TS ------
pHpH 4.2 4.2 -- 4.54.5 4.2 4.2 –– 4.54.5 ------
DBODBO ------ ------ 1,5001,500––2,500 mg/l2,500 mg/l
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OSMOSIS INVERSA DE SUERO OSMOSIS INVERSA DE SUERO -- RORO
ParámetrosParámetros SueroSuero ConcentradoConcentrado RORO PermeadoPermeado RORO
Total SolidsTotal Solids 3 3 –– 6% TS6% TS 15 15 –– 25% TS25% TS ------
pHpH 4.2 4.2 -- 4.54.5 4.2 4.2 –– 4.54.5 ------
DBODBO ------ ------ 200 200 –– 500 mg/l500 mg/l
TS (%)TS (%) 99 1212 1515 1818 2121 2424 2525
DQO (ppm)DQO (ppm) 114114 170170 236236 310310 389389 476476 549549
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WPC: ComposiciónWPC: Composición
COMPONENTESWPC 34 WPC 55 WPC 80
%PROTEINAS 33 53 77
LACTOSA 52 31 9CENIZAS 7 6 4GRASAS 4 6 6
HUMEDAD 4 4 4
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WPC 35 a 50WPC 35 a 50 WPC 50 a 80WPC 50 a 80
WPC: Etapas de ElaboraciónWPC: Etapas de Elaboración
![Page 34: conceptos basicos de membranas](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081417/58a02a161a28ab174a8c52b5/html5/thumbnails/34.jpg)
WPI: ComposiciónWPI: Composición
WPICOMPONENTES
WPI
%PROTEINAS 89
LACTOSA 2
CENIZAS 3
GRASAS 1
HUMEDAD 5
![Page 35: conceptos basicos de membranas](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081417/58a02a161a28ab174a8c52b5/html5/thumbnails/35.jpg)
WPI: PROTEINAS AISLADAS DEL SUEROWPI: PROTEINAS AISLADAS DEL SUERO
![Page 36: conceptos basicos de membranas](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081417/58a02a161a28ab174a8c52b5/html5/thumbnails/36.jpg)
DEMIN: SUERO DESMINERALIZADODEMIN: SUERO DESMINERALIZADO
Combinación de Tecnologías:Combinación de Tecnologías:• Nanofiltración• Electro-desionización• Intercambio Iónico
COMPONENTESDEMIN 25 DEMIN 50 DEMIN 90
%PROTEINAS 12 13 13
LACTOSA 77 78 80LACTOSA 77 78 80
CENIZAS 5 3 1GRASAS 1 1 1
HUMEDAD 5 5 5
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MPC: Etapas de ElaboraciónMPC: Etapas de Elaboración
COMPONENTESMPC 42 MPC 56 MPC 70 MPC 85 MPI
%PROTEINAS 40,6 54,4 68,3 83,1 87,1PROTEINAS 40,6 54,4 68,3 83,1 87,1
LACTOSA 45,5 31,7 18,2 3,5 0,5
CENIZAS 7,9 7,6 7,3 6,9 5,9
GRASAS 0,9 1,2 1,2 1,5 1,5
HUMEDAD 5 5 5 5 5
![Page 38: conceptos basicos de membranas](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081417/58a02a161a28ab174a8c52b5/html5/thumbnails/38.jpg)
MPC 42 MPC 42 aa 6565 MPC 65 a 85MPC 65 a 85
MPC: Etapas de ElaboraciónMPC: Etapas de Elaboración
![Page 39: conceptos basicos de membranas](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081417/58a02a161a28ab174a8c52b5/html5/thumbnails/39.jpg)
Product
Component
Water 93.5 3540
Fat 0.3 11
phospholipid 0.08 2.8
Whey protein 0.8 30
b-lactoglobulin 0.32 12.1
a-lactoglobulin 0.12 4.54
immunoglobulins 0.06 2.27
Whey
% grams/gallon
Whey
COMPOSICION DEL SUERO DE QUESO DULCECOMPOSICION DEL SUERO DE QUESO DULCE
immunoglobulins 0.06 2.27
BSA 0.04 1.51
proteose-peptone 0.07 2.65
lactoferrin 0.003 0.11
lactoperoxidase 0.002 0.08
glycomacropeptide 0.13 0.49
Lactose 4.9 186
Minerals 0.5 19
calcium 0.05
phosphorous 0.04
potassium 0.15
TOTAL 100 3786
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Procesos de Elaboración
100%
Suero 6% TS
18-25 TS
CIPLimpio
A efluentes
SalmueraLECHE Cruda
UF
MFCIPUsado
APLICACIONES EN INDUSTRIAS LACTEASAPLICACIONES EN INDUSTRIAS LACTEAS
Efluentes
Tratamientos Primarios, Secundarios y Terciarios
2%Suero 6% TS
100-500 ppm DBOAgua c/sales Mono
5-25 ppm DBO
Biocida
Spray
Suero en Polvo
Evaporador
Efluentes deOtros Procesos
A efluentes
UF
OI
OI
Tk. OI
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GRACIASGRACIASGRACIASGRACIAS
El Talento Individual necesita que la Sociedad le facilite la Oportunidad de Educarse Adecuadamente