conceptos basicos de membranas

INTIINTIINTIINTI LácteosINTIINTIINTIINTI Lácteos

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)

SALA DE CONTROL y GESTION SALA DE CONTROL y GESTION –– DESALADORADESALADORA1.500.000 1.500.000 ltslts//hrhr –– 416 LPS416 LPS

WPI WPI –– Capacidad: 6,000,000 Kg/díaCapacidad: 6,000,000 Kg/día

MPC 85 MPC 85 –– Capacidad: 960,000 Kg/díaCapacidad: 960,000 Kg/día

“Tecnologías de membranas aplicada a la industria “Tecnologías de membranas aplicada a la industria láctea”láctea”

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

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

FILTRACION CONVENCIONALFILTRACION CONVENCIONAL

11

Rechazo

.

..

.

..

.

..

.

..

.

.

.

o

o

o

o o

o

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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

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Cau

dal

/Are

a(Fl

ux)

Cau

dal

/Are

a(Fl

ux)

VolúmenVolúmen FiltradoFiltrado

Convencional

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)

Limitaciones Hidrodinámicas de MembranasLimitaciones Hidrodinámicas de Membranas

Q

Grueso de la Solución


Capa de Gel

J

Capa Limite

Capa deEnsuciamiento

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


Concentración

Perfil de Velocidad Ensuciamiento

Flujo de Alimentación Resistencia de la Membrana

(Cb)

Partículas Retenidas

Flux de Soluto

TAMAÑOS RELATIVOSTAMAÑOS RELATIVOS

GRADOS DE SEPARACIONGRADOS DE SEPARACION

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

CONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANASCONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANAS

CONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANASCONFIGURACION DE UN TUBO PORTAMEMBRANAS

CONFIGURACION DE UN SISTEMA DE MEMBRANASCONFIGURACION DE UN SISTEMA DE MEMBRANAS

Etapa 1 Etapa 2

Permeado

PROCESO CONTINUO CONCENTRACION POR ETAPASPROCESO CONTINUO CONCENTRACION POR ETAPAS

Tanque de

Alimentación

ConcentradoControlador de

Relación de Flujo

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

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.

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

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

� 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

� 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

PLANTA PILOTOPLANTA PILOTO

MF MF -- UF UF -- NF NF -- RO RO

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

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

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

WPC 35 a 50WPC 35 a 50 WPC 50 a 80WPC 50 a 80

WPC: Etapas de ElaboraciónWPC: Etapas de Elaboración

WPI: ComposiciónWPI: Composición

WPICOMPONENTES

WPI

%PROTEINAS 89

LACTOSA 2

CENIZAS 3

GRASAS 1

HUMEDAD 5

WPI: PROTEINAS AISLADAS DEL SUEROWPI: PROTEINAS AISLADAS DEL SUERO

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

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

MPC 42 MPC 42 aa 6565 MPC 65 a 85MPC 65 a 85

MPC: Etapas de ElaboraciónMPC: Etapas de Elaboración

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

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

GRACIASGRACIASGRACIASGRACIAS

El Talento Individual necesita que la Sociedad le facilite la Oportunidad de Educarse Adecuadamente

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