Un equipo de membrana filtrante permite separar partículas, microorganismos, moléculas y otros componentes de un fluido mediante una membrana con poros o propiedades selectivas. La corriente llamada filtrado pasa a través del filtro y se recolecta en un recipiente.
La filtración de membrana se utiliza en microbiología, purificación de agua, industria alimentaria, aplicaciones farmacéuticas, acuarios, cultivos hidropónicos, hostelería y distintos procesos industriales. La selección del equipo depende del tipo de membrana, el tamaño de poro, la presión aplicada, el volumen que se debe procesar y las partículas o moléculas que se desean separar.
Qué es un equipo de membrana filtrante
Un equipo de membrana filtrante integra una membrana, un soporte y un sistema que permite hacer pasar el fluido a través de su superficie. El proceso puede realizarse mediante vacío, presión u otros mecanismos de impulsión.
Las partículas pueden quedar retenidas sobre la superficie o dentro de los poros, mediante un mecanismo conectivo. El flujo es directamente proporcional a la diferencia de presión aplicada a la membrana. Cuando las partículas o moléculas que se desean separar son más pequeñas, el tamaño de poro de la membrana utilizada debe ser menor.
Los resultados confiables y reproducibles dependen de la elección correcta del material, la porosidad, la configuración del equipo y las condiciones de operación.
Principales procesos de filtración de membrana
La gama de membranas Alfa Laval abarca todos los procesos de filtración: ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración y microfiltración.
Microfiltración
La microfiltración de agua utiliza membranas capaces de retener partículas y microorganismos según el tamaño de poro seleccionado. Se aplica en equipos de microfiltración de agua y en procedimientos microbiológicos basados en filtración por membrana.
En microbiología, la muestra se hace pasar por una membrana y los microorganismos retenidos pueden analizarse mediante un medio de cultivo adecuado.
Ultrafiltración
La ultrafiltración permite separar componentes de mayor tamaño molecular que atraviesan una membrana de microfiltración. Su aplicabilidad incluye procesos del área de alimentos.
Nanofiltración
La nanofiltración se sitúa entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa, y se utiliza cuando se necesita una separación más fina de determinadas moléculas y sustancias disueltas.
Ósmosis inversa
La ósmosis inversa emplea una membrana de separación muy fina y presión aplicada para producir agua purificada. Existen equipos de ósmosis inversa de bajo rechazo y flujo directo.
Los equipos de purificación de agua pueden combinar ósmosis inversa, adsorción, decloración y microfiltración según las necesidades del proceso.
Relación entre el tamaño de poro y la separación
Los resultados de la filtración dependen directamente del tamaño de poro de la membrana. La elección debe considerar el tamaño de las partículas o moléculas a separar, el caudal requerido y la compatibilidad química del fluido.
| Factor | Influencia en el proceso |
|---|---|
| Tamaño de poro | Determina qué partículas o moléculas pueden quedar retenidas. |
| Diferencia de presión | El flujo es directamente proporcional a la diferencia de presión aplicada a la membrana. |
| Material de la membrana | Influye en la retención, la adsorción, la estabilidad térmica y la compatibilidad química. |
| Superficie de filtración | Condiciona la capacidad de procesamiento y el volumen filtrable. |
Materiales de las membranas filtrantes
Membranas de nitrato de celulosa
Los filtros de nitrato de celulosa, también denominados éster de celulosa mixto, contienen una mezcla de nitrato de celulosa y acetato de celulosa. Este material asegura una retención eficaz combinado con altas tasas de flujo y un crecimiento óptimo de colonia.
El acetato de celulosa combina altas velocidades de flujo y estabilidad térmica con características de muy baja adsorción.
Estas características resultan especialmente importantes en aplicaciones microbiológicas, en las que la retención de microorganismos y el crecimiento posterior de colonias deben ser consistentes.
Membranas de polietersulfona
Las membranas de polietersulfona, o PES, presentan una excelente velocidad de flujo, alta porosidad interna y, por lo tanto, un alto volumen filtrable.
Es posible filtrar soluciones biológicas y farmacéuticas en el amplio rango de pH de 1-14 gracias a su baja adsorción de proteínas.
| Material | Características indicadas | Aplicaciones relacionadas |
|---|---|---|
| Nitrato de celulosa | Retención eficaz, altas tasas de flujo y crecimiento óptimo de colonia. | Microbiología y determinación cuantitativa microbiana. |
| Acetato de celulosa | Alta velocidad de flujo, estabilidad térmica y muy baja adsorción. | Filtración microbiológica y procesos que requieren baja adsorción. |
| Polietersulfona (PES) | Excelente velocidad de flujo, alta porosidad interna, alto volumen filtrable y baja adsorción de proteínas. | Soluciones biológicas y farmacéuticas. |
Filtros de membrana para microbiología
Los filtros de membrana Microsart® e.motion (ME), estériles y con rejilla, se utilizan para la determinación cuantitativa microbiana.
Los filtros están sellados individualmente en condiciones estériles en una banda sin papel protector. El plisado especial, así como la forma de sellado del filtro de membrana, garantiza que estén totalmente planas al sacarlas del dispensador.
También existen versiones para dispensador, denominadas ME DIS e.motion Microsart.
La rejilla facilita la observación y el recuento de colonias después de la filtración y la incubación con el medio correspondiente. El uso de filtros estériles ayuda a mantener condiciones controladas durante el análisis.
Medios de filtración por membrana
Los medios de filtración por membrana de Hach están formulados específicamente para usarlos con métodos de filtración por membrana, aunque algunos se pueden usar en otros escenarios.
Están disponibles el innovador medio totalmente preparado mColiBlue24, que proporciona resultados simultáneos de coliformes totales y E. coli., otras placas de agar preparadas, caldos en tubos, frascos y ampollas.
Los tipos de medio son m-TGE, m-FC, m-Endo, m-TEC, verde brillante, m-Green, A-1, m-HPC, nutrientes con MUG, R2A y soja tríptica, entre otros.
| Tipo de medio | Presentación o aplicación indicada |
|---|---|
| mColiBlue24 | Medio totalmente preparado para resultados simultáneos de coliformes totales y E. coli. |
| m-TGE | Medio para métodos de filtración por membrana. |
| m-FC | Medio para métodos de filtración por membrana. |
| m-Endo | Medio para métodos de filtración por membrana. |
| m-TEC | Medio para métodos de filtración por membrana. |
| Verde brillante | Medio disponible para análisis microbiológico. |
| m-Green | Medio disponible para análisis microbiológico. |
| A-1 | Medio disponible para análisis microbiológico. |
| m-HPC | Medio disponible para análisis microbiológico. |
| Nutrientes con MUG | Medio disponible para análisis microbiológico. |
| R2A | Medio disponible para análisis microbiológico. |
| Soja tríptica | Medio disponible para análisis microbiológico. |
Equipos de filtración al vacío
La filtración al vacío permite acelerar el paso de la muestra a través de la membrana mediante una diferencia de presión. El filtrado pasa a través del filtro y se recolecta en un recipiente.
Un sistema puede incluir un soporte para la membrana, un embudo, un recipiente colector y conexiones para vacío. Entre los componentes disponibles se encuentra un frasco de borosilicato de 250 mL, según las necesidades del usuario.
También existen sistemas para uso en microbiología, conexiones de Viton que permiten la conexión a baterías de filtración y equipos como el modelo TE-058 o el modelo TE-0581.
Los sistemas Vacuum Filtration Manifolds permiten organizar varias posiciones de filtración y trabajar con diferentes muestras en un mismo conjunto de laboratorio.
Configuraciones de laboratorio
Los equipos de laboratorio piloto ofrecen una configuración adaptable para evaluar membranas, caudales y condiciones de operación antes de ampliar el proceso.
También se dispone de una gama de elementos espirales y de membranas de lámina plana.
Los equipos de filtración de membrana presentan un diseño modular que proporciona un alto grado de flexibilidad, ya que las membranas se integran en módulos; los módulos, en bucles; y los bucles, en sistemas.
Gracias a este diseño, el sistema puede adaptarse a las necesidades de cualquier proceso y es fácil de ampliar si aumentan las necesidades de producción.
Equipos de purificación de agua
El diseño y la fabricación de sistemas de purificación de agua incluyen equipos de ósmosis inversa de bajo rechazo y flujo directo, equipos de adsorción y decloradores de agua y equipos de microfiltración de agua.
Estos sistemas pueden utilizarse desde el uso doméstico, acuarios, cultivos hidropónicos y hostelería hasta la industria alimentaria.
Los productos están homologados para todas las aplicaciones indicadas y se caracterizan por una larga duración y máxima eficiencia.
El producto tiene múltiples variantes y cuenta con 3 años de garantía.
Criterios para seleccionar un equipo de membrana filtrante
Tipo de proceso
El primer criterio es definir si se necesita microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración u ósmosis inversa. Cada proceso responde a un nivel diferente de separación.
Material de la membrana
El material debe seleccionarse considerando la retención requerida, la velocidad de flujo, la estabilidad térmica, la adsorción y la compatibilidad con el fluido.
Para soluciones biológicas y farmacéuticas, las membranas de polietersulfona ofrecen baja adsorción de proteínas y un amplio rango de pH de 1-14.
Volumen y caudal
La superficie de membrana, la porosidad interna y la velocidad de flujo determinan el volumen filtrable y la capacidad de trabajo del equipo.
Presión y vacío
La filtración puede requerir vacío o presión aplicada. La diferencia de presión influye directamente en el flujo a través de la membrana.
Control microbiológico
Cuando el objetivo es la determinación cuantitativa microbiana, deben considerarse filtros estériles con rejilla y medios de cultivo compatibles con el método de análisis.
Posibilidad de ampliación
Un diseño modular permite adaptar el sistema a las necesidades de cualquier proceso y ampliarlo si aumentan las necesidades de producción.
Aplicaciones del equipo de membrana filtrante
- Purificación de agua.
- Microfiltración de agua.
- Ósmosis inversa de bajo rechazo y flujo directo.
- Adsorción y decloración de agua.
- Determinación cuantitativa microbiana.
- Filtración de soluciones biológicas.
- Filtración de soluciones farmacéuticas.
- Procesos de la industria alimentaria.
- Uso doméstico.
- Acuarios.
- Cultivos hidropónicos.
- Hostelería.
- Laboratorios y equipos de laboratorio piloto.
Elementos que puede incluir un sistema
- Membrana de filtración.
- Soporte para la membrana.
- Embudo o cámara de alimentación.
- Frasco de borosilicato de 250 mL.
- Conexiones de Viton.
- Baterías de filtración.
- Manifolds de filtración al vacío.
- Módulos de membrana.
- Bucles de proceso.
- Sistemas modulares ampliables.
- Medios de cultivo en placas de agar, tubos, frascos y ampollas.
La combinación adecuada de membrana, soporte, método de impulsión, recipiente colector y medio de cultivo permite configurar un equipo de membrana filtrante para necesidades de análisis, purificación o producción.
¿Como se hace un Analisis de Agua por Filtración por membrana?
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