TRABAJO FIN DE GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA

DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN PARA LA CLARIFICACIÓN DE ZUMO DE PIÑA

MEDIANTE ULTRAFILTRACIÓN. APLICACIÓN A UNA PRODUCCIÓN DE

0.5 m3 / día.

AUTOR:

TUTORA:

COTUTORA:

ROBERTO MORALES GÓMEZ

ALICIA IBORRA CLAR

MARÍA ISABEL ALCAINA MIRANDA

Curso Académico: 2015-16

AGRADECIMIENTOS

Este escrito no va a ser la típica página nombrando a cada una de las personas que me han

ayudado ni cómo, por varios motivos:

No acabaría nunca.

Con lo despistado que soy, se me puede pasar mencionar a alguien, y me molestaría

más que a dicha persona.

Si no nombro a alguien que considera que debería aparecer en este apartado, esa

persona se puede sentir ofendida.

Este trabajo no es ni mucho menos la culminación de nada, tan sólo un requisito que

me permite seguir avanzando para ser lo que quiero.

Quienes me han ayudado de una manera u otra en cualquier ámbito, no sólo en el

académico sino también en el personal, que es el más importante, saben de sobras

quiénes son.

Si hay alguien que no sepa que le estoy agradecido, ya me encargaré de hacérselo

saber.

Creo que mencionar a alguien en un texto no es una forma real de agradecimiento. Las

demostraciones se realizan con hechos, día a día.

Así pues, este apartado no es sólo de agradecimiento, sino también una declaración de

intenciones. Avanzaré de la forma que crea correcta. Me tenéis para lo que necesitéis.

Gracias.

RESUMEN

En el presente trabajo de final de grado se recoge el estudio de una clarificación de zumo de

piña mediante tecnología de membranas, concretamente mediante ultrafiltración, con el

objetivo de obtener las condiciones óptimas de operación, así como de diseñar una instalación

industrial capaz de llevar a cabo dicho proceso.

Se escoge esta tecnología debido a que se emplea frecuentemente en la industria alimentaria

con este tipo de propósitos, y se encuentra en fase de crecimiento. Esto es debido a que,

empleando una cantidad moderada de recursos y un sistema sencillo de utilizar, se obtienen

resultados satisfactorios.

Para ello, se desarrollan una serie de experiencias como se expone a continuación:

Primero, se obtiene del flux de permeado a través de cada una de las membranas propuestas, a

diferentes presiones y temperaturas, y se analizan diversos parámetros en las corrientes de

alimento y permeado, como son el índice de turbidez y la concentración de azúcares. Con esto

se obtienen las condiciones óptimas de operación.

Seguidamente, se realizan diversos ensayos de ensuciamiento de las membranas propuestas,

con el fin de hallar cuál de ellas es más adecuada para la clarificación propuesta.

Entre cada experiencia, se aplican diferentes limpiezas a las membranas y se calcula su

permeabilidad pues, para realizar con corrección cada ensayo, es imprescindible caracterizar las

membranas previa y posteriormente a cada ensayo.

Una vez concluida la fase experimental, se realitza el diseño de una instalación industrial con

capacidad para ejecutar la clarificación objeto de este trabajo de final de grado.

RESUM

En el present treball de fi de grau s’arreplega l’estudi d’una clarificació de suc de pinya

mitjançant tecnologia de membranes, concretament mitjançant ultrafiltració, amb l’objectiu

d’obtindre les condicions òptimes d’operació, així com de dissenyar una instal·lació insdustrial

capaç de dur a terme dit procés.

Es tria aquesta tecnologia degut a que s’empra freqüentment en la industria alimentària amb

aquest tipus de propòsits, i es troba en fase de creixement. Això es degut a que, emprant una

qüantitat moderada de recursos i un sistema senzill d’utilitzar, s’obtenen resultats satisfactoris.

Per a això, es desenvolupen una sèrie d’experiències com s’exposa a continuació:

Primer, s’obté el flux de permeat a través de cadascuna de les membranes proposades, a

diferents pressions i temperaturas, i s’analitzen diversos paràmetres en les corrents d’aliment i

permeat, com són l’índex de turbidesa i la concentració de sucres. Amb això s’obtenen les

condicions òptimes d’operació.

Seguidament, es realitzen diversos assajos d’embrutament de les membranes proposades, amb

el fi de trobar quina és la més adeqüada per a la clarificació proposada.

Entre cada experiència, s’apliquen diferents netejes a les membranes i es calcula la seua

permeabilitat perquè, per a realizar amb correcció els assajos, és imprescindible caracteritzar

les membranes prèvia i posteriorment a cada neteja.

Una vegada conclosa la fase experimental, es realitza el disseny d’una instal·lació industrial amb

capacitat per a executar la clarificació objecte d’aquest treball de fi de grau.

ABSTRACT

This final degree paper, studies a clarification of pineapple juice by membrane technology,

specifically through ultrafiltration, in order to obtain the optimum operating conditions and

design an industrial installation capable to carry out this process.

This technology is chosen because is frequently used in the food industry for such purposes, and

is in a growing trend. This is due to the fact that using a moderate amount of resources and a

system that is simple to use, satisfactory results are obtained.

To do this, a series of experiments are carried out as explained below:

First, each proposed membrane’s permeated flux is obtained applying different pressures and

temperatures, and various parameters are analyzed in the feed and permeate streams, such as

the rate of turbidity and the concentration of sugars. With this method, the optimum operating

conditions are obtained.

Immediately afterwards, various membrane’s fouling tests are carried out with the objective of

finding which one of them is best suited for the clarification proposed.

Between each test, different cleanings are applied to the membranes, and the permeability of

each one is calculated because to do this correctly, it’s essential to characterize the membranes

before and after each cleaning.

After finishing the experimental phase, an industrial installation with capacity to carry out the

clarification proposed in this final degree paper, is designed.

Anexos

ÍNDICE GENERAL

DOCUMENTO I. MEMORIA DESCRIPTIVA

DOCUMENTO II. ESTUDIO ECONÓMICO

DOCUMENTO III. ANEXOS

DOCUMENTOI

MEMORIADESCRIPTIVA

Memoriadescriptiva

(i)

ÍNDICE

1.OBJETIVODELPROYECTO.........................................................................................................1

2.JUSTIFICACIÓN..........................................................................................................................3

3.INTRODUCCIÓN........................................................................................................................5

3.1.ANTECEDENTES.................................................................................................................5

3.1.1Clarificaciónenzimática..............................................................................................5

3.1.2Clarificaciónenzimáticaapoyadaportecnologíademembranas..............................6

3.1.3Sistemascombinados.................................................................................................6

3.2.PROCESOSDEMEMBRANA...............................................................................................9

3.2.1Introducciónalosprocesosdemembrana................................................................9

3.2.2Clasificacióndelosprocesosdemembranasegúnsusparámetrosrelevantes.......10

3.2.3Parámetrosdecomportamientodelosprocesosdemembrana.............................13

3.2.4Fenómenosdeensuciamiento.................................................................................14

3.2.5Protocolosdelimpieza.............................................................................................17

3.3.SELECCIÓNDELPROCESODEMEMBRANAMÁSADECUADOPARALACLARIFICACIÓN.18

4.Metodologíaexperimental.....................................................................................................19

4.1TÉCNICASANALÍTICAS......................................................................................................19

4.1.1.Índicedeturbidez....................................................................................................19

4.1.2.Concentracióndeazúcar.........................................................................................19

4.1.3.Conductividad..........................................................................................................20

4.1.4.pH............................................................................................................................20

4.1.5.FactordeReduccióndeVolumen...........................................................................20

4.1.6.SólidosTotales.........................................................................................................21

4.2.DISEÑODEEXPERIMENTOS............................................................................................22

4.3.PLANTAPILOTO...............................................................................................................24

Memoriadescriptiva

(ii)

4.3.1.ESQUEMADELAPLANTAPILOTO...........................................................................24

4.3.2.ENSAYOSENPLANTAPILOTO..................................................................................26

4.3.2.1.Determinacióndelcoeficientedepermeabilidaddelasmembranas.............26

4.3.2.2.Estudiodelascondicionesdeoperación.........................................................26

4.3.2.3.Ensayosdeensuciamiento...............................................................................27

4.4.DISEÑODEUNAINSTALACIÓNSEMIINDUSTRIAL...........................................................27

5.RESULTADOSexperimentales.................................................................................................29

5.1.DETERMINACIÓNDELCOEFICIENTEDEPERMEABILIDADDELASMEMBRANAS(K)......29

5.2ESTUDIODELASCONDICIONESÓPTIMASDEOPERACIÓN..............................................31

5.2.1.Flux(JP)....................................................................................................................31

5.2.2.Concentracióndeazúcares(ºBrix)..........................................................................33

5.2.3.Índicedeturbidez(NTU).........................................................................................35

5.2.4.Estudiodelaevolucióndelosparámetrosexpuestosanteriormenteenfuncióndelíndicederechazodelasmembranas.....................................................................................37

5.2.4.1.Concentracióndeazúcares(%R)......................................................................37

5.2.4.2.Índicedeturbidez(%R)....................................................................................39

5.2.5.Limpiezadelasmembranas....................................................................................41

5.3.ENSAYOSDEENSUCIAMIENTO.......................................................................................42

5.3.1.Primerensayodeensuciamiento............................................................................42

5.3.1.1.Flux(JP).............................................................................................................43

5.3.1.2.Concentracióndeazúcares(ºBrix)...................................................................44

5.3.1.3.Índicedeturbidez(NTU)..................................................................................45

5.3.1.4.Estudiodelaevolucióndelosparámetrosexpuestosanteriormenteenfuncióndelíndicederechazodelasmembranas..................................................................46

5.3.1.5.Limpiezadelamembrana................................................................................47

5.3.2.Segundoensayodeensuciamiento.........................................................................48

5.3.2.1.Flux(JP).............................................................................................................48

5.3.2.2.Índicedeturbidez,concentracióndeazúcaresyconductividad.....................50

5.3.2.3.FactordeReduccióndeVolumen(FRV)..........................................................52

5.3.2.4.Limpiezadelamembrana................................................................................53

5.3.2.5.SólidosTotales(ST)..........................................................................................54

6.ANÁLISISESTADÍSTICO...........................................................................................................55

Memoriadescriptiva

(iii)

6.1.Flux..................................................................................................................................55

6.2.Índicedeturbidez...........................................................................................................56

7.PROPUESTADEINSTALACIÓNSEMIINDUSTRIAL....................................................................59

7.1.CÁLCULOS.......................................................................................................................59

7.2.COMPONENTES...............................................................................................................60

7.3.DISEÑODELAINSTALACIÓNSEMIINDUSTRIAL..............................................................68

8.CONCLUSIONES......................................................................................................................69

9.BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………………………………………..70

Memoriadescriptiva

-1-

1. OBJETIVODELPROYECTO

Elobjetivodeesteproyectoconsisteendiseñarunprocesodeclarificacióndeunzumodepiñaaescalasemiindustrial,mediantelaaplicacióndelatecnologíademembranas,obteniendouncaudaldeproductofinaltratadode0.5m3/día.

Dichoproductosepretendeemplearcomozumodepiñaobienutilizarseparaenriquecerotroszumos,mejorandolaconsistencia,nitidezypropiedadesorganolépticas,ademásdealargareltiempodevalidezdesdeelpuntodevistamicrobiológicosinrequeriruntratamientotérmicoagresivo.

Memoriadescriptiva

-2-

Memoriadescriptiva

-3-

2. JUSTIFICACIÓN

Elpresenteestudioesdeutilidaddebidoasuelevadopotencialenaplicacionesenlaindustriaalimentaria. Plantea el empleo de la tecnología de membranas como alternativa a otrosprocesosconvencionales.

Concretamente,esaplicableenelámbitodelapreparacióndeproductosmixtos,enloscualesunodeloscomponentesdedichamezclaseríaelzumoclarificadodepiñaobtenidomediantelatécnica de ultrafiltración (UF), de modo que se logre obtener un producto final con lascaracterísticasorganolépticasrequeridasporelconsumidor.

Esta tecnologíapermite laobtencióndeunproducto finalde calidad superior ymayorvalorañadido, además de requerir un menor consumo energético, con el consiguiente ahorroeconómico.

Memoriadescriptiva

-4-

Memoriadescriptiva

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3. INTRODUCCIÓN

3.1.ANTECEDENTES

Existen diversos métodos para llevar a cabo la clarificación de disoluciones de diferentetipología. Cada método empleado permite alcanzar un determinado grado de utilidaddependiendodeltipodeaplicaciónempleadaenlaqueseemplee,asícomodelascondicionesdeoperaciónseleccionadas.

Acontinuación,seexponenalgunosdelosmétodosmásfrecuentesempleadosenelámbitodelaindustriaalimentariaaescalasemiindustrial.

3.1.1Clarificaciónenzimática

Entre los diversos métodos existentes para obtener clarificados de zumos, se encuentranparticularmente extendidos los enzimáticos que, con gran polivalencia, no solamenteencuentran utilidad a este respecto, sino también en otras muchas aplicaciones comoextracciones de aceites esenciales, obtención de zumos con pulpa ymenor viscosidad de lohabitual,digestióndecomponentesnodeseados…

Existendiversospreparadosdedisolucionesenzimáticascomerciales.Entrelasmásempleadasenelcampodelaclarificación,seencuentranlaspectinasas.Estoesdebidoaquelaspectinas,heteropoliscáridos presentes en la pared celular de las frutas, los cuales forman geles enpresencia de agua, se aglomeran formando disoluciones coloidales. Así pues, mediante elempleo de pectinasas, se hidrolizan las pectinas, permitiendo la formación de flóculos,facilitandodeestemodolaclarificación.Alfinalizarelproceso,seaplicauntratamientotérmicopara inactivar las enzimas, pues no es deseable una excesiva degradación, lo que podríaocasionarunproductodecalidaddeficiente.

Sepuedenencontrar estudios acercadediversas aplicacionesde clarificaciónmedianteestatécnica, obteniendo buenos rendimientos (85%), por lo que resultan apropiadas para suaplicaciónenlaindustria.

Medianteestetipodetratamientosemantienenaproximadamenteconstanteslacantidaddesólidos solubles (como los azúcares), pasando de concentraciones de 11ºBrix a 10,52ºBrix,obteniéndosepuesunareduccióndel4,36%.Porotrolado,elíndicedeturbidezsevereducido,pasando de concentraciones de 9,9 NTU a 2,63 NTU, obteniéndose pues una reducción del73,43%,cumpliéndoseasíelobjetivodeclarificar.[1]

Memoriadescriptiva

-6-

3.1.2Clarificaciónenzimáticaapoyadaportecnologíademembranas

Seemplea,comoeshabitual,pectinasaparahidrolizarlaspectinas.Enestecaso,seempleanademásmembranaspolisulfonadasconuncortemolecular(MWCO)de50kDa.

Losautoresrealizanunacomparativaentrelosvaloresdediversosparámetrosanalizados,comoelíndicedeturbidez(muyrepresentativo)delpermeadodezumodepiñaobtenidomedianteUF,pasteurizaciónohidrolizado, adiferentespresiones. Los resultados resultan similaresentodos loscasos.Sinembargo,esapreciableuna ligeraventajade losprocesosdemembranasobre las técnicasdepasteurizadoehidrolizado, enespecial empleandoelevadaspresiones,puestoqueseobtienenmayoresreduccionesentodos loscasosencuantoa losparámetrosestudiados,obteniéndosedeestemodounmejorclarificado.[2]

3.1.3Sistemascombinados

Sehanencontradoestudiosde sistemasque incluyenmásetapas, conposibles alternativas,comoelquesemuestraacontinuación,aplicadoalaclarificacióndejarabedeglucosaobtenidoporhidrólisisenzimáticadelalmidón.

En dichos estudios se analiza no sólo el rendimiento de diversas técnicas como son lacentrifugación, la filtración con posibilidad de emplearla seguida de ultrafiltración y lasedimentación, sino también el efecto del empleo de diversos coagulantes y floculantespreviamentealaaplicacióndeestastécnicas.Finalmenteseaplicaunadecoloraciónseguidadeevaporación.TodoestoquedarepresentadoenlafiguraIII.1.

Aliniciodelasexperiencias,laeliminaciónmediantecentrifugaciónsobrejarabefloculadoesun10%másefectivaquesobreeljarabesinflocular.Unosminutosmástarde,casiseigualanenunporcentajedeeliminacióndesólidosdel98%,porloqueelefectodelosfloculantessolamenteresultasignificativodurantelosprimerosminutosdecentrifugación.

Lacentrifugaciónnoeselmétododeseparaciónmásadecuado,yaquenoseformaunamasacompactadelprecipitadoobtenido.

Lafiltraciónsimplealcanzavaloresdeeliminacióndesólidosentornoal90%enalgunoscasos,demodoinversamenteproporcionalaltamañodeporoempleado.

Lafiltraciónenseriemejoraestesistema,yaquelasucesióndefiltroscontamañodeporocadavezmenor,evitaquelatortaqueseformasobreelfiltrosupongaunaresistenciademasiadoelevadaalpasodeladisoluciónaclarificar.

Losfloculantesaumentanlavelocidaddefiltración,conmayorefectosobrelosfiltrosconmayortamañodeporo,quepresentanunospeoresresultadosencuantoa%deeliminacióndesólidos.

Laaplicacióndeestossistemasdefiltradoenseriemejoralavelocidaddefiltradorespectoasuaplicaciónenunsolomódulo,perodemaneramuyleve.

Memoriadescriptiva

-7-

En cuanto al empleo de técnicas de sedimentación, la variación que sufre la altura desedimentación a lo largo del tiempo, en función del uso de floculantes y de la temperaturaresultasimilarentodosloscasos,apreciándoseunaligeraventajaqueseacentúaconeltiempoparaelcasodelamuestrafloculadaaelevadatemperatura.Cabeanotarquelainfluenciadelatemperaturaenloscasosensayadosesinversamenteproporcionalalaalturadesedimentaciónobtenida.

Losautoresobtuvieronunaeliminacióndesólidosentreel86%yel90%empleandolastécnicasdesedimentaciónyfiltración,conunosrendimientosentreel44%yel78%.Medianteelempleodecentrifugación,selogracasiun98%deeliminación,peroelrendimientosesitúaalrededordel53%.Finalmente,laultrafiltraciónofreceunaeliminacióndesólidosdel99,9%loquesuponeunrendimientodel100%,destacandoclaramentesobreelrestodetécnicascomentadas.

Contodoestoyelcorrespondienteestudioeconómico,esposiblerealizarunavaloraciónacercadelosmétodosempleados,comosereflejadeformaesquemáticaenlatablaIII.2.

TablaIII.1.Evaluacióngeneraldelastécnicasdeseparación

Característica Filtración UF Centrifugación Sedimentación

%deeliminación Muybueno Excelente Excelente Muybueno

Rendimiento Bueno Excelente Regular Regular

Costedeoperación Moderado Muyalto Alto Bajo

Calidaddelproducto Opaco Translúcido Claro Opaco

Tiempodeoperación Bajo Medio Bajo Alto

SeconcluyesegúnlatablaIII.2,quetodoslosmétodosson,enmayoromenormedida,aptospara laeliminacióndesólidos.Lamayordiferenciaentreellosradicaenel tipodeaplicaciónconcretadebidaalanecesidaddesolucionarundeterminadoproblema,asícomoalacapacidadeconómicayeltiempodisponibleparaobtenerelproductodeseado.

Enconcreto,elmétodopropuestoenelpresenteTFG,proporcionaunproductodeexcelentecalidad.

Memoriadescriptiva

-8-

FiguraIII.1.Resultadosgeneralesdelarutaexperimental(Castellanosyotros,2004)

Memoriadescriptiva

-9-

Deestemodo,graciasaestudiosprevios,seobservannosólolasdiferenciasentrelosdiversosmétodosanalizados,sinotambiénlasposiblescombinacionesentreellosconelfindeobtenerelresultadodeseado.[3]

Queda claro pues que el empleo de membranas, en concreto las que poseen un MWCOcorrespondienteal rangodeseparacióndenominadoultrafiltración, sonnosóloválidas, sinotambién recomendablesencasodeser factible su implementaciónenelprocesoproductivocorrespondiente.

Con toda la información presentada, se aborda en el punto siguiente el estudio teóricocorrespondientealasmembranas.

3.2.PROCESOSDEMEMBRANA

3.2.1Introducciónalosprocesosdemembrana

Latecnologíademembranasesunprocesofísicodeseparacióndecorrientesfluidasenelquelamembranaejercedebarreraselectiva,permitiendoelpasodealgunassustanciasasutravés(permeado)enmayorproporción,mientrasquerestringeoimpideelpasodeotras(rechazo).

Estaselectividadsedebeadiferenciasenlaspropiedadesfísicasyquímicasentrelamembranay los componentes que forman la disolución. Estas propiedades pueden ser tales como eltamañomolecular,lacargaeléctricaetc.

Existe una amplia tipología de membranas atendiendo a multitud de factores como son lamorfología,lacomposición,eltipodefuerzaimpulsoraoelmecanismodeseparación.

En este documento se aborda el estudio de lasmembranas poliméricas, las cuales empleancomofuerzaimpulsoradiferenciasdepresiónentreambascarasdelamembrana.

Memoriadescriptiva

-10-

3.2.2Clasificacióndelosprocesosdemembranasegúnsusparámetrosrelevantes

EnlatablaIII.1serecogenlosrangosdeaplicacióndelasmembranaspoliméricassegúnsucortemolecular,sumorfologíayelrangodepresiónaplicada.

TablaIII.2.Clasificacióndelosprocesosdemembranasqueempleandiferenciasdepresióncomofuerzaimpulsora

PROCESO

CORTEMOLECULAR(MWCO)

[μm]

FUERZAIMPULSORA

MAGNITUDDEFUERZA

[bar]

ESTRUCTURAPOROSA

ESPECIESRETENIDAS

Microfiltración(MF) [10,0.1] ΔP/Δx 0.1,2 Simétricao

asimétrica

Sólidosensuspensión

(s.s.),bacterias

Ultrafiltración(UF)

[0.05,0.005] ΔP/Δx 2,5 Simétricao

asimétricaPigmentos,

macromoléculas

Nanofiltración(NF)

[0.005,0.0005] ΔP/Δx 5,20 Asimétrica

conCAdensa

Azúcares,lactosa,ionespolivalentes

ÓsmosisInversa(OI)

[0.001,0.0001] ΔP/Δx 10,80 Asimétrica

conCAdensa

Minerales,sales,iones

monovalentes

Comoseha comentadoanteriormente, lasmembranas se clasificanatendiendoadiferentescaracterísticas,comosemuestraacontinuación:

• Segúnlafuerzaimpulsora:Las sustanciaspuedenpermeara travésde lamembranaacausade laexistenciadegradientesdeconcentración(difusión),degradientesdecargaeléctrica(migracióndeespeciesiónicas)odelaaplicacióndepresión(convección).

Memoriadescriptiva

-11-

• Segúnsucomposición:Dependiendo de la composición, las membranas poseen diferente afinidad pordeterminadasmoléculas.

Lasmembranaspuedenestarformadaspormateriaorgánica(poliméricas)oinorgánica(cerámicas).

Las membranas inorgánicas de ultrafiltración están constituidas por materialescerámicos, metálicos y vidrios, mientras que las orgánicas lo están por materialespoliméricos.Actualmente,seempleanpredominantementelasmembranaspoliméricassintéticas,debidoaquealserlasmásdesarrolladas,existemayorvariedad,pudiendoescoger la más adecuada para cada aplicación. Además, poseen menor precio encomparaciónconotras.

A pesar de sumayor coste, lasmembranas basadas enmateriales inorgánicos estánadquiriendorelevanciaconelpasodeltiempo,yaqueexistelanecesidaddelimpiezaintensaenalgunasaplicaciones,ylasmembranaspoliméricasnosontanresistentesatratamientos térmicos, químicos ni a esfuerzos mecánicos. Por ello, las membranasinorgánicasposeenmayorvidaútil.

• Segúnsumorfología:

Lasmembranaspuedenposeerunaestructuraporosa.Enesecaso,cuantomayorsealaporosidad(fraccióndehuecosenelvolumenocupadoporlamembrana),mayorseráelflux de permeado. En cuanto a la geometría de los poros, cuanto menor sea latortuosidad (relación entre el espesor de la membrana y la longitud del poro), lasmoléculas permearán conmayor facilidad, por lo que se obtendrá unmayor flux depermeado.

Obviamente, existeun límitemáximoparael valorde laporosidaddependiendodelmaterialylageometríadelamembranayaque,sidichovaloresexcesivo,lamembrananoresultarálobastanteresistentemecánicamente.

Se emplean diferentes cortesmoleculares, con lo que se retienen distintos tipos demoléculassegúnsutamaño.

En cuanto a la simetría de las membranas, las simétricas presentan una estructurasimilarentodosuespesor,mientrasquelasasimétricasestánformadaspordoscapasdiferenciadas:

o Capaactiva(CA):capadensaqueseencuentraencontactoconlacorrientedealimento.Determinalaselectividadypermeabilidaddelamembrana.

o Capa soporte: capa porosa que proporciona resistencia mecánica afectandomínimamentealflujodepermeado(Jp).

Memoriadescriptiva

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Laresistenciaalatransferenciademasasedebeenpartealespesordelamembrana,porloqueresultandeespecialinteréslasmembranasasimétricasconCAfina,debidoasuelevadaselectividadypermeabilidad,demodoquelatransferenciademateriaquedadeterminadacasitotalmentepordichacapa.

FiguraIII.2.Esquemabásicodefuncionamientodeunamembrana[4]

ComoseobservaenlafiguraIII.1,lacorrientealimentofluyetangencialmentealamembrana,porlacualpermeandeterminadoscomponentesgraciasalafuerzaimpulsoradelproceso.Deestemodo,seobtienendoscorrientes,unaderechazooconcentrado,yotradepermeado.

Memoriadescriptiva

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3.2.3Parámetrosdecomportamientodelosprocesosdemembrana

Laeficaciaunamembranaquedadefinidabásicamentemediantedosparámetros,ladensidaddeflujooflux(Jp)ylaselectividad.

Sin tener en cuenta los fenómenos de ensuciamiento expuestos más adelante, el flux depermeadoestácaracterizadosegún:

𝐽𝑝𝐿

𝑠 · 𝑚( = 𝑘 ·𝑑𝑋𝑑𝑥

(III.1)

siendoésteelvolumendedisoluciónodisolventequeatraviesa lamembranaporunidaddetiempoysuperficie.

El flux de permeado se define como la capacidad de lamembrana en unas condiciones deoperaciónconcretas.Setratadeunflujovolumétricoconvertibleaflujomásicoomolar.

Lapermeabilidaddeunamembrana(k)sedefinecomoelcocienteentreelfluxdepermeadoyla presión transmembranal (PTM). Está influida por las características intrínsecas de lamembranayde ladisolución (composición,distribuciónde tamañosdepartículas,densidad,viscosidad…),ademásdeporlascondicionesdeoperación(temperatura,presión…).Seobtienemedianteensayosconaguaultrapura(osmotizada)paraevitarlosfenómenosdeensuciamiento(explicadosmásadelante),loscualesreducenelflux.

Laselectividadsedefinecomolacapacidaddeunamembranaparasepararunoscomponentesdeotros.Sesueleexpresarmedianteelíndicederechazo(R).

Enel casodedisolucionesacuosascompuestasporundisolvente (habitualmenteagua)yunsoluto,resultaconvenienteexpresarlaselectividadentérminosdelíndicederechazo(R)haciaelsoluto,queseveparcialototalmenterechazado,mientrasqueeldisolventepermeaatravésdelamembrana.Esteíndicesedefinemediante:

𝑅𝑖 =𝐶𝑖1 − 𝐶𝑖3

𝐶𝑖1= 1 −

𝐶𝑖3𝐶𝑖1

· 100(III.3)

dondeCiAeslaconcentracióndelcomponente“i”enelsoluto,yCiPenelpermeado.

Uníndicederechazodel100%indicaunrechazocompletodelsolutoporpartedelamembrana.

Memoriadescriptiva

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3.2.4Fenómenosdeensuciamiento

SeobservaenlafiguraIII.2laevolucióndelfluxdepermeadoatravésdelamembranaconysinlimpieza cuando se aplica una PTM constante, así como el efecto de la polarización porconcentración.

FiguraIII.3.Efectodelalimpiezadelamembranaenelflujoapresiónconstante[5]

Losfenómenosdeensuciamientosepuedendiferenciarendosgrandesgrupos:lapolarizaciónporconcentraciónyelensuciamientopropiamentedicho.

Polarizaciónporconcentración:

En ultrafiltración se retienen partículas coloidales, la cuales se encuentran cargadasnegativamente.Hacia la superficie de lamembrana sedifunden tantoel disolvente comoelsoluto. Sin embargo, solamente la atraviesan el disolvente y algunos componentes dedichosoluto,peronoloscoloides.Deestemodo,seacumulanpartículascoloidalesenlasuperficiedela membrana, generándose una zona de elevada concentración de dichas sustancias,denominada“capadepolarización”.Silaconcentraciónenestazonaalcanzaundeterminadovalor, se comienza a formaruna capamásespesa, denominada “capa gel”, que suponeunaelevada resistencia al paso de las especies a su través, y por consiguiente a través de lamembrana.Enestasituación,latransferenciademateriahacialamembranavienedeterminadapor la difusión de especies a través de dicha capa, lo que supone un descenso del flux depermeado.

Limpieza

tiempo

ΔP constante

Ensuciamiento irreversible

Flux

Sin limpieza

Con limpieza

Polarización por concentración

Memoriadescriptiva

-15-

Además,lapresenciadedichasespeciescargadas,afectaalaspropiedadesdelamembranaacausadelapolarizaciónprovocadaenella,alterandolaselectividaddelamisma,repercutiendodemaneranegativasobreelproceso.

Paracombatirestefenómenosepuederecurriradiversasestrategias,comopuedenser:

• Promoverturbulenciasparadisgregarlasmoléculasacumuladasmedianteelaumentodelavelocidaddepasodeladisoluciónalimentoy/ocolocacióndeseparadores,inclusoempleandomembranascorrugadasdemodoqueserompalacapalímite.

• Disminuirelfluxqueatraviesalamembrana,demodoquelazonaconcentradaseformemáslentamente.

• Aumentarlatemperaturateniendoencuentaquenosedebenalcanzarlímitesenlosquelasmoléculassedesnaturalizan.

• Añadiragentesquímicosquedisgreguenlasmoléculasacumuladas.

Estefenómenosecuantificamedianteel“módulodepolarizaciónporconcentración”:

𝐶6 =𝐶78𝐶71

(III.4)

Siendo:

Cim:concentracióndelaespecieobjetivoenlasuperficiedelamembrana.

CiA:concentracióndedichaespecieenelsenodeladisoluciónalimento.

Una vez en el estado estacionario, aparece difusión desde la capa gel hacia la corriente derechazoacausadelgradientedeconcentracionesexistente.

Endichoestadoestacionario,eltransportedemateriaatravésdelacapalímite(JV)esigualaladiferenciaentreelfluxconvectivohacialamembranayeldifusivoquesealejadeella,segúnlaleydeFick:

𝐽3 · 𝐶73 = 𝐽9 · 𝐶71−𝐷7 ·𝑑𝐶7𝑑𝑥

(III.5)

Siendo:

CiP:concentracióndelaespecieobjetivoenlacorrientedepermeado.

Di:difusividaddedichaespecie.

dCi/dx:variacióndelaconcentracióndedichaespecieconlaposición.

Memoriadescriptiva

-16-

Ensuciamiento:

Estefenómenodisminuyeelflujodesolutopermeadoconformeseproducelaseparaciónde la disolución alimento, con lo que disminuye la selectividad (aumenta el factor derechazo)yaumentalaPTM.Lascausasdedichoensuciamientosonlassiguientes:

• Adsorciónsobrelasuperficiedelamembranay/oenelinteriordelosporos,debidoaafinidadesquímicas.

• ObstruccióndeporosdebidoalbloqueoporpartedemoléculasdetamañosimilaralMWCO,oporacumulacióndemoléculasque,individualmente,puedenpermear.

• Formación de capa gel, que es una red entre las macromoléculas de soluto y eldisolvente,acausadeunaelevadaconcentracióndesolutoen lacorrientealimento.Esteefectosepuedereducirmedianteelaumentodelavelocidaddepasodelfluido,cosaqueprovocaturbulenciasquearrastranlacapagel.

• Formacióndeprecipitadosen la superficiede lamembrana y/oenel interiorde losporos,acausadelaacumulacióndesolutoolaadhesióndemateriaensuspensión.

Enlosprocesosimpulsadosporgradientesdepresión,comoeslaUFempleadaenelpresenteTrabajodeFinaldeGrado(TFG),elflujoconvectivoatravésdelamembranasedefinecomo:

𝐽6 =𝛥𝑃

(𝜇 · 𝑅𝑇)

(III.6)

dondeΔPeslaPTM,μeslaviscosidaddelfluidoyRTlaresistenciatotal,formadaporlasumadelasresistenciaspresentesenelproceso,queson:

• Rm (mecánica): resistencia intrínseca debida a la estructura y al material de lamembrana.Idealmente,seríalaúnicaresistenciaenausenciadesoluto.

• Rpc (polarización por concentración): resistencia debida a la polarización porconcentración.

• Rg(capagel):debidaaunaconcentracióndesolutotalquesealcancesuconcentracióndegelificación,formándoseladenominadacapagelsobrelasuperficiedelamembrana.

• Rbp(bloqueodeporos):enlasmembranasporosasciertossolutospuedenbloquearlosporos.

• Rads (adsorción): debido a afinidades químicas, pueden producirse fenómenos deadsorciónenlasuperficiey/oenelinteriordelosporos.

Deestemodo,secumple:

𝑅A = 𝑅8 + 𝑅6C + 𝑅D + 𝑅E6 + 𝑅FGH (III.7)

Memoriadescriptiva

-17-

Elfenómenodeensuciamientopuedeserreversibleo irreversible,siendoelúltimocasomásfrecuentecuandosebloqueanlosporos.

3.2.5Protocolosdelimpieza

Losfenómenosdeensuciamientosondiversosycomplejos,afectadospormultituddevariablescomo cargas eléctricas, interacciones hidrofóbicas, pH, temperatura, velocidad de flujo…afectandeformarelevantealasinteraccionesmembrana-soluto.Porello,dependiendodelcasoatratar,seempleandiferentesmétodos,pudiéndosecombinarentreellosparaobtenerlamejorlimpiezaposibleconelmenoronulodañoalamembrana.

Acontinuación,seexponenlosmétodosdelimpiezamáscomunes:

Físicos:sonmenoseficacesquelosquímicos,peronogeneranresiduos.

• Aumentodelavelocidaddelacorrientealimentoparaarrastrarpartículas.• Inversiónenladireccióndelflujomediantelaaplicacióndeunapresiónenelladodel

permeado,superioralaexistenteenelladodelalimento.Deestemodosepretendeeliminar la capa de partículas que dificulta el flujo, empujándola hacia la corrientealimento. Estos procesos se denominan back-washing, back-flushing, back-pulsing yback-shocking.SonaplicablesúnicamenteaMFyamembranasabiertasdeUF.

• Ultrasonidos.• Eléctrica, que emplea un campo eléctrico que provoca que las partículas cargadas

migrenenladireccióndedichocampo.Sepuedeaplicarsininterrumpirelproceso,perosonnecesariasmembranasconductorasyunacolocaciónespecialdelmóduloconloselectrodos.

Químicos:setratadelosmétodosmásempleados.

• Ácidosfrenteapartículasinorgánicas.• Basesfrenteapartículasorgánicas.• Desinfectantesyenzimasfrenteaagentesbiológicos.• Acomplejantesparareducirladurezadelaguaymantenerlosdepósitosensuspensión.• Tensoactivosfrenteaespeciespocosolublesenagua.• Otrosparaaccionesespecíficas:antiespumantes,inhibidoresdecorrosión…

Seconsideraquela limpiezaesmásefectivacuantomayoreselgradoderecuperacióndelapermeabilidaddelamembrana.

Memoriadescriptiva

-18-

3.3. SELECCIÓN DEL PROCESO DE MEMBRANA MÁS ADECUADO PARA LA CLARIFICACIÓN

Debidoaltamañomoleculardelasespeciesquesedeseanretenerenestaaplicación,comosonsólidosensuspensión,macromoléculasypigmentos,esfácilobservarquelaelecciónadecuadaeselempleodemembranasdeUF.Deestemodo,seconservanlosazúcareseionespresentesenladisoluciónoriginal,peroobteniendounaspropiedadesorganolépticasmuchomássuavesdebidoalaausenciadelasmoléculasrechazadasporlamembrana.

FiguraIII.3Rangodeseparacióndelosprocesosimpulsadosporpresión[4]

Losclarificadosdezumossonempleadosenmezclas,paraaportarsaboryalgunosnutrientessinqueelresultadoseaunfluidoexcesivamenteespeso.Nohayqueolvidarlaimportanciadela corrientede rechazo, yaque se tratadeun concentrado ricoen sustanciasnutritivasquepuedenserempleadasenotrospreparadosalimentarios.

Memoriadescriptiva

-19-

4. METODOLOGÍAEXPERIMENTAL

4.1 TÉCNICASANALÍTICAS

En el presente apartado se exponen las técnicas empleadas para la determinación deparámetroscaracterísticos relativosa laeficaciadelprocesodemembranasempleado,enelámbitodelaclarificación.

4.1.1. Índicedeturbidez

Este parámetro indica la presencia de sólidos en suspensión de forma directamenteproporcional.

Sudeterminaciónestábasadaenlosmétodosnefelométricos,loscualessebasanasuvezenlacomparacióndelaintensidaddelaluzdispersadaporlamuestraencondicionesdefinidas,yladispersadaporunadisoluciónpatróndereferenciaenidénticascondiciones.Así,yatendiendoal método descrito en la norma UNE-EN 27027, la turbidez es determinada mediante laintensidaddeluzdispersadaenunángulode90º,procedentedeunhazdeluzquesehacepasara través de lamuestra. Lamedida de la turbidez se expresa en unidades nefelométricas deturbidez(NTU).ParasudeterminaciónsehaempleadounturbidímetroDINKO,modeloD-112,cuyahojatécnicaseadjuntaenelAnexoI.

4.1.2. Concentracióndeazúcar

Estamedidaseempleaparadeterminarlafraccióndemateriasecadisueltaenunlíquido,enporcentaje. En el caso de los zumos de fruta, esta medida indica el porcentaje de azúcar,referidosaladensidaddellíquido.

SemideanalizandolosgradosBrixmedianteelempleodeunrefractómetroIvymen,modeloNR151,cuyahojatécnicaseadjuntaenelAnexoI.

Estedispositivodisponedeuncompensadorautomáticodetemperaturaa25ºC,paraevitardependenciadelatemperatura,lacualmodificaladensidad.

Memoriadescriptiva

-20-

4.1.3. Conductividad

Lamedidadeconductividadesunamedidaindirectadelacantidaddesólidosdisueltos,lacualpuedeobtenersesegúnlarelación:

𝑆𝑇𝐷𝑚𝑔𝐿 = 0.8 · 𝛬N[

𝜇𝑆𝑐𝑚]

(IV.1)

Ladeterminacióndelaconductividad(Λ0)serealizamedianteelectrometríaconunelectrodoconductimétricoCRISON,modeloCM35,conunacéluladereferencia50-61,cuyahojatécnicase adjunta en el Anexo I. Esta célula está provista de un compensador automático detemperatura a 25ºC, de acuerdo a la norma UNE-EN 27888, ISO 7888 y ASTM D1125-95,expresándoselamedidaenμS·cm-1.

4.1.4. pH

ElpHdeunadisoluciónesunamedidadelaconcentracióndeioneshidroxilo(H3O+)presentesen lamisma. Estamedida se realizamediante electrometría conelectrodo selectivo, unpH-metroCRISON,modeloGLP22,equipadoconunelectrododereferencia52-03conregulaciónautomáticadetemperatura,cuyahoja técnicaseadjuntaenelAnexo I.EstedispositivoestádiseñadodeacuerdoalanormaASTMD1293-99eISO10523.LamedidadepHseharealizadoconParaelcorrectoempleodeesteequipoesnecesariorealizardiariamenteelcalibradoconlasdisolucionespatróndepH4.01ypH7.00(DIN19266).

4.1.5. FactordeReduccióndeVolumen

Setratadelarelaciónentreelvolumendealimentoyelvolumenrechazadoporlamembrana,deestemodo:

𝐹𝑅𝑉 =𝑉1𝑉T

(IV.2)

Memoriadescriptiva

-21-

4.1.6. SólidosTotales

Unadisoluciónpuedecontenertantopartículasensuspensióncomocompuestossolubilizados.De este modo, se diferencia entre materia sedimentable (Ss), en suspensión (SS) y totalesdisueltos(STD).Elconjuntodetodosellossonlossólidostotales(ST).

Ladeterminacióndelossólidostotalesseharealizadomediantemétodosgravimétricos,quepermiten determinar la concentración por diferencia de peso entre las muestras, antes ydespuésdefiltradoysecado.Deestemodo,ydeacuerdoalprocedimientodescritoenlanormaUNE-EN 872, se filtra a vacío un volumen conocido demuestra, empleando filtros de vidrioborosilicatadode47mmdediámetroyuntamañodeporode1.2μm.Finalizadoelfiltrado,elfiltroconlamuestrahúmedasepesayseintroduceenunaestufaaunatemperaturade105ºCduranteunahora.Concluidaestafase,seretiraelfiltroconlamuestrasecayseesperaaquealcanceelequilibrioconelaireparafinalmentepesarlodenuevo.Así,pordiferenciadepesadaesposiblehallar la cantidaddeSTpresentesen lamuestraanalizada. Su concentraciónestádeterminadaporlaecuación:

𝑆𝑆𝑚𝑔𝐿 = 1000 ·

𝑚( − 𝑚U

𝑉 (IV.3)

siendom1lamasahúmeda,m2lamasaseca,yVelvolumendelaalícuota.

Memoriadescriptiva

-22-

4.2.DISEÑODEEXPERIMENTOS

Semuestraenesteapartadoeltipodeestudioestadísticoempleadoparalaposteriorobtenciónde las superficies de respuesta de las variables representativas de este proceso (flux depermeado e índice de turbidez), en función de las variables manipuladas (presión ytemperatura).

FiguraIV.1.Atributosdediseñodelasuperficiederespuestaparaelfluxdepermeadoenlamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

EnlafiguraIV.1seobservanlosparámetrosintroducidosenelprogramadeanálisisestadísticoStatgraphicsCenturionVI,teniendocomovariablederespuestaelfluxdepermeado.

Memoriadescriptiva

-23-

FiguraIV.2.Atributosdediseñodelasuperficiederespuestaparaelíndicedeturbidezenlamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

Delmismomodo,esposibleverenlafiguraIV.2losparámetrosintroducidos,teniendoenestecasocomovariablederespuestaelíndicedeturbidez.

Memoriadescriptiva

-24-

4.3.PLANTAPILOTO

Acontinuación,sedetallanlasprincipalescaracterísticasdelaplantapilotoempleada,asícomolasexperienciasllevadasacaboconella.

4.3.1.ESQUEMADELAPLANTAPILOTO

Laplantapilotoestácompuestaporlossiguienteselementos:

• Tanque de almacenamiento: donde se deposita la disolución alimento, así como lacorrientederechazorecirculada.

• Agitador: asegura una distribución homogénea del alimento en el tanque dealmacenamiento.

• Bombaimpulsora:seencargadeasegurarquellegueelcaudaldeseadoalmódulodemembranas.

• Módulodemembranas:equipadocondosmembranasconunáreaefectivade9·10-3m2,lascualesoperanenparaleloypermitenrealizarlaclarificación.Poseetressalidas,unaparalacorrientederechazo(recirculada)ydosparalascorrientesdepermeado(aenvasadooalsiguienteproceso).

• Conducciones:porlascualesfluyeladisoluciónproblema(zumodepiña).

Seguidamentesemuestralaestructuradelaplantapilotomediantefotografíastomadasenellaboratorio.

FiguraIV.3.Vistafrontaldelaplantapiloto

Memoriadescriptiva

-25-

FiguraIV.4.Vistatraseradelaplantapiloto

FiguraIV.5.Detalledelaplantapiloto:módulodemembranas

Memoriadescriptiva

-26-

4.3.2.ENSAYOSENPLANTAPILOTO

El procedimiento a seguir para la consecuciónde losobjetivos anteriormenteexpuestos, asícomolastécnicasempleadas,sedescribenacontinuación.

4.3.2.1.Determinacióndelcoeficientedepermeabilidaddelasmembranas

Para iniciar la experiencia, es imprescindible estudiar la permeabilidad de las membranasnuevas,utilizandoaguaosmotizada.Losensayossellevanacaboadiferentespresiones(1bar,2bary3bar),analizándoseelfluxdepermeadoobtenidoencadacaso.

4.3.2.2.Estudiodelascondicionesdeoperación

Seguidamente, se estudian las condiciones de operación óptimas para llevar a cabo laclarificacióndel zumodepiña. Para cumplir con esteobjetivo, se realizan ensayos con cadamembranaatrespresionesytrestemperaturasdiferentes,analizandoelíndicedeturbidezylaconcentracióndeazúcardelpermeadoresultante.

Una vez finalizada la experiencia anterior, la membrana ha sufrido el fenómeno deensuciamiento, por lo que es necesario llevar a cabo una limpieza. Para ello, se deposita lamembrana en una disolución de hipoclorito sódico a 1ppm, durante 24 h. Tras finalizar lalimpieza,seestudialanuevapermeabilidaddelamembrana.

Conlosdatosobtenidos,seeligedelamembranamásadecuadaparaestaaplicación.

Memoriadescriptiva

-27-

4.3.2.3.Ensayosdeensuciamiento

Seprocedeahoraarealizarunestudioencontinuoconlamembranaelegidaenlascondicionesóptimasdeoperación,paracomprobar laevolucióndesucomportamientoconrespectoa ladisolucióndezumodepiña.Paraelloseanalizanel índicedeturbidezy laconcentracióndeazúcartantodelalimentocomodelpermeado.

Unavezconcluida laexperienciaanterior, lamembranadenuevohasufridoel fenómenodeensuciamiento,por loque se requiere realizardenuevouna limpieza.Paraello, sedepositaduranteunasemanaenunbañodeaguaosmotizada.Tras finalizar la limpieza,seestudia lanuevapermeabilidaddelamembrana.

Nuevamente se realiza unestudio en continuo con lamismamembrana, para comprobar laevolución de su comportamiento con respecto a la disolución de zumo de piña, en lascondiciones óptimas de operación. Esta vez se analizan además del índice de turbidez y laconcentracióndeazúcar,laconductividadyelpH,tantodelalimentocomodelasmuestrasdepermeado.

Finalmente,seanalizalacantidaddesólidostotalestraselprocesodeclarificaciónmedianteUF,yconelloelporcentajedereduccióndelosmismosconrespectoaladisolucióninicialdezumodepiña.

4.4.DISEÑODEUNAINSTALACIÓNSEMIINDUSTRIAL

Contodaslasexperienciasrealizadas,seprocedearealizareltratamientodedatosydiseñodeunaplantasemiindustrialcapazdellevaracaboelprocesoestudiado.

Memoriadescriptiva

-28-

Memoriadescriptiva

-29-

5. RESULTADOSEXPERIMENTALES

Enestecapítuloseabordaelanálisisdelosresultadosobtenidosenlasexperienciasrealizadasenlaboratorio,loscualessontambiénexpuestosacontinuación.

5.1.DETERMINACIÓNDELCOEFICIENTEDEPERMEABILIDADDELASMEMBRANAS(K)

Serealizaprimeramenteelestudiodelapermeabilidaddelasmembranasnuevasadiferentespresiones,empleandoparaelloaguaosmotizada,lacual,alestarlibredeiones,permiteobtenerunacorrectamedidadeesteparámetro.

Seguidamente,enlafiguraV.1,seexponelarepresentacióngráficadelosdatosexperimentalesobtenidosparacadamembrana.

FiguraV.1.Evolucióndelfluxconlapresiónparacadamembranaempleandoaguaultrapuracomoefluente

y=37,228xR²=0,91567

y=26,04xR²=0,96255

y=87,28xR²=0,95951

0

50

100

150

200

250

300

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Flux[L/(h·m

2 )]

Presión[bar]

10kDa

40kDa

100kDa

Memoriadescriptiva

-30-

ComoseobservaenlafiguraV.1,destacasobreelrestoelfluxdepermeadoproporcionadoporlamembranade100kDa,cosalógicadebidoasumayorMWCO.

Ademásdeesto,esposibleobservarcómolamembranade10kDa,apesardeposeerunMWCOinferioraldelamembranade40kDa,proporcionaunfluxdepermeadosuperioraestaúltima.Dichofenómenoquedajustificadoporelmayorgrosordelacapaactivadelamembranade40kDa, la cual ofrece una mayor resistencia a la transferencia de materia, hasta el punto decompensarelsumayorMWCO.Elhechodequelamembranade10kDaofrezcaunmayorfluxde permeado también sugiere pensar que la mayor hidroficidad de la misma frente a lamembranade40kDa,debidoasuscomposicionesdiferentes,puedeserunodeloscausantesdeestefenómeno.

Sinembargo,unavezseempleandisoluciones,lossolutosensucianrápidamentelasmembranasdemenorMWCO,por loque lade10kDaresulta ineficaz frentea lasotras.Porello,quedadescartadaylosposterioresensayossecentranenelestudiodelasmembranasde40kDay100kDa.

Acontinuación,enlatablaV.1,seexponenloscoeficientesdepermeabilidad(k)obtenidosparacadamembranaenbasealosdatosdesusflujos,mostradosanteriormenteenlaFiguraV.I.

TablaV.1.Permeabilidaddecadamembrana

Membranak

[L/(m2·h·bar)]

10kDa 37.2340kDa 26.04100kDa 87.28

Resultalógicoqueunmayorfluximplicaunamayorpermeabilidaddelamembrana,resultandoasílosdatosexpuestosenlaTablaV.1,coherentesconlateoría.

Memoriadescriptiva

-31-

5.2ESTUDIODELASCONDICIONESÓPTIMASDEOPERACIÓN

Seguidamente se exponen los resultados que permiten la dilucidación de las condicionesóptimasdeoperación,apartirdelascualesesposibleseleccionarlamembranaquemejorseadaptealasmismas.

Empleandoladisoluciónatratar,zumodepiñaconcentrado,seanalizandiversosparámetrosrelevantesrespectoalaclarificacióndezumo,loscualeshansidodescritosconanterioridadenlaintroduccióndeestedocumento.

5.2.1.Flux(JP)

Seanalizaprimeramentelaevoluciónfluxdepermeadoofrecidoporambasmembranas.

Seguidamente,enlafiguraV.2,seexponelarepresentacióngráficacorrespondientealosdatosexperimentalesobtenidosparalamembranade40kDa.

FiguraV.2.Evolucióndelfluxconlapresiónylatemperaturaparalamembranade40kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

EnlafiguraV.2seapreciacómoelaumentodelapresiónsevereflejadoenunaumentodelfluxdepermeado,siemprequenosealcance lapresióncrítica.Esteefectotambiénsedaconelaumentodelatemperatura,debidoaladisminucióndeladensidadyviscosidaddeladisolución.

Sinembargo,enalgunoscasosseapreciacómonosecumpleestanorma.Estoesdebidoaqueelestudioseharealizadoencontinuoporloque,alahoradeensayartemperaturaselevadas,las membranas ya habían sufrido ensuciamiento. De ahí la disminución de la tendenciaascendentedelflujoencondicionesenlasquedeberíacontinuarigual.

0

5

10

15

20

25

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Flux[L/(h·m

2 )]

Presión[bar]

40kDa_T1

40kDa_T2

40kDa_T3

Memoriadescriptiva

-32-

Seguidamente,enlafiguraV.3,seexponelarepresentacióngráficacorrespondientealosdatosexperimentalesobtenidosparalamembranade100kDa.

FiguraV.3.Evolucióndelfluxconlapresiónylatemperaturaparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

EnlafiguraV.3esposibleobservarquelamembranade100kDapresentalamismatendenciaquelade40kDaencuantoalaevolucióndelfluxdepermeadoconlapresiónylatemperatura.

De lasmuestras de permeado obtenidas, se realizanmedidas de variables indicativas de laefectividaddelatecnologíaempleadaensurangodeaplicación,comosemuestraenlospuntossiguientes.

0

5

10

15

20

25

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Flux[L/(h·m

2 )]

Presión[bar]

100kDa_T1

100kDa_T2

100kDa_T3

Memoriadescriptiva

-33-

5.2.2.Concentracióndeazúcares(ºBrix)

Seguidamente, en la figura V.4, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobrelaconcentracióndeazúcaresdelacorrientedepermeadoenlamembranade40kDa.

FiguraV.4.Evolucióndelaconcentracióndeazúcaresconlapresiónylatemperaturaparalamembranade40kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

SeobservaenlafiguraV.4cómolosºBrixapenasvarían,situándosesiempreenvalorescercanosal8%demateriaseca(azúcaresenelcasodezumos).

0

2

4

6

8

10

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

[Azúcares][ºBrix]

Presión[bar]

40kDa_T1

40kDa_T2

40kDa_T3

Memoriadescriptiva

-34-

A continuación, en la figura V.5, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobrelaconcentracióndeazúcaresdelacorrientedepermeadoenlamembranade100kDa.

FiguraV.5.Evolucióndeconcentracióndeazúcaresconlapresiónylatemperaturaparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

EnlafiguraV.5esposibleobservarquelamembranade100kDapresentalamismatendenciaquelade40kDaencuantoalaevolucióndelaconcentracióndeazúcaresenelpermeadoconlapresiónylatemperatura.

Encomparaciónconlaconcentracióndeazúcaresdeladisoluciónoriginal,paracadamembrana(8.47ºBrix),lacorrientedepermeadoapenaspresentareduccióndedichaconcentración.

Estoesdebidoaque,segúnloexpuestoanteriormenteenlaintroducción,conmembranasdeUFnoesposibleretenerestetipodemoléculas.Porello,lareduccióndeºBrixnoesunfactorsignificativoalahoradeescogerunadeestasdosmembranas.

La cantidad perdida, puede haberse visto adsorbida en la superficie de lamembrana, en elinteriordelosporos,oenlossólidosensuspensión,rechazadosporlasmembranas.

0

2

4

6

8

10

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

[Azúcares][ºBrix]

Presión[bar]

100kDa_T1

100kDa_T2

100kDa_T3

Memoriadescriptiva

-35-

5.2.3.Índicedeturbidez(NTU)

SeguidamenteseexponenenlatablaV.5losdatosreferentesalíndiceturbidezdelacorrientedepermeado.

A continuación, en la figura V.6, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobreelíndicedeturbidezdelacorrientedepermeadoenlamembranade40kDa.

FiguraV.6.Evolucióndelíndicedeturbidezconlapresiónylatemperaturaparalamembranade40kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

0

200

400

600

800

1000

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Índicedeturbidez[N

TU]

Presión[bar]

40kDa_T1

40kDa_T2

40kDa_T3

Memoriadescriptiva

-36-

Seguidamente, en la figura V.8, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobreelíndicedeturbidezdelacorrientedepermeadoenlamembranade100kDa.

FiguraV.7.Evolucióndelíndicedeturbidezconlapresiónylatemperaturaparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

QuedareflejadoenlasfigurasV.6yV.7queelíndicedeturbidezapenasvaría,situándoseenvalorescercanosa0.5NTU.

Encomparaciónconladisoluciónoriginal,elíndicedeturbidezsereduceprácticamenteensutotalidad.

Estoesdebidoaque,segúnloexpuestoanteriormenteenlaintroducción,conmembranasdeUFesposibleretenerestetipodemoléculas,esdecir,sólidosensuspensión,macromoléculasypigmentos.

Tambiénsepercibeuncomportamientosimilardeambasmembranas,porloquelareduccióndelíndicedeturbideznoesunfactorsignificativoalahoradeescogerunadeestasdos.

0

200

400

600

800

1000

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Índicedeturbidez[N

TU]

Presión[bar]

100kDa_T1

100kDa_T2

100kDa_T3

Memoriadescriptiva

-37-

5.2.4.Estudiodelaevolucióndelosparámetrosexpuestosanteriormenteenfuncióndelíndicederechazodelasmembranas

En los puntos anteriores han sido analizados diversos parámetros en función de susconcentraciones,masesposible realizarel estudiode suevolución teniendoen cuentaotroparámetro,elíndicederechazodelamembrana(enadelante%R),definidosegúnlaecuaciónV.1.

𝑅 % =𝑋N − 𝑋W𝑋N

(V.1)

5.2.4.1.Concentracióndeazúcares(%R)

Acontinuación,seexponenenlatablaV.6losdatosreferentesalaconcentracióndeazúcaresdelacorrientedepermeado,expresadocomoporcentajerechazado.

Seguidamente, en la figura V.8, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobrelaconcentracióndeazúcaresdelacorrientedepermeadoenlamembranade40kDa,enfuncióndelíndicederechazo.

FiguraV.8Evolucióndelaconcentracióndeazúcaresconlapresiónylatemperatura,empleandozumodepiñacomoefluente,enfuncióndelporcentajederechazodelamembrana

de40kDa

A continuación, en la figura V.9, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobrelaconcentracióndeazúcaresdelacorrientedepermeadoenlamembranade100kDa,enfuncióndelíndicederechazo.

0

20

40

60

80

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

[Azúcares][%

R]

Presión[bar]

40kDa_T1

40kDa_T2

40kDa_T3

Memoriadescriptiva

-38-

FiguraV.9Evolucióndelaconcentracióndeazúcaresconlapresiónylatemperatura,empleandozumodepiñacomoefluente,enfuncióndelporcentajederechazodelamembrana

de100kDa

Como es posible observar en las figuras V.8 y V.9, los resultados experimentales obtenidosconcuerdanconlospredichosporlateoría,comosehacomentadoenelpunto5.2.2.

Elíndicederechazoalosazúcaresporpartedelasmembranasdeultrafiltración,resultamuybajo,debiéndoseeselevegradoderetenciónafenómenosdeadsorciónenlasuperficiedelamembrana, en el interior de los poros, o en los sólidos en suspensión, rechazados por lasmembranas.

0

20

40

60

80

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

[Azúcares][%

R]

Presión[bar]

100kDa_T1

100kDa_T2

100kDa_T3

Memoriadescriptiva

-39-

5.2.4.2.Índicedeturbidez(%R)

Seguidamente se exponen en la tabla V.7 los datos referentes al índice de turbidez de lacorrientedepermeado,expresadocomoporcentajerechazado.

A continuación, en la figura V.10, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobreelíndicedeturbidezdelacorrientedepermeadoenlamembranade40kDa,enfuncióndelíndicederechazo.

FiguraV.10Evolucióndelíndicedeturbidezconlapresiónylatemperatura,empleandozumodepiñacomoefluente,enfuncióndelporcentajederechazodelamembranade40kDa

0

20

40

60

80

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Índicedeturbidez[%

R]

Presión[bar]

40kDa_T1

40kDa_T2

40kDa_T3

Memoriadescriptiva

-40-

Seguidamente, en la figura V.11, se expone la representación gráfica correspondiente a lainfluenciadelapresiónylatemperaturasobreelíndicedeturbidezdelacorrientedepermeadoenlamembranade100kDa,enfuncióndelíndicederechazo.

FiguraV.11Evolucióndelíndicedeturbidezconlapresiónylatemperatura,empleandozumodepiñacomoefluente,enfuncióndelporcentajederechazodelamembranade100kDa

ComoesposibleobservarenlasfigurasV.10yV.11,losresultadosexperimentalesobtenidosconcuerdanconlospredichosporlateoría,comosehacomentadoenelpunto5.2.3.

Elíndicederechazoalaspartículascausantesdelaturbidezenelzumodepiñaporpartedelasmembranasdeultrafiltración, resultamuyelevado,casi total,debiéndoseesegrangradoderetención a que este tipo de membranas poseen un MWCO capaz de retener sólidos ensuspensión,macromoléculasypigmentos.

0

20

40

60

80

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Índicedeturbidez[%

R]

Presión[bar]

100kDa_T1

100kDa_T2

100kDa_T3

Memoriadescriptiva

-41-

5.2.5.Limpiezadelasmembranas

Tras realizar la anterior experiencia para hallar las condiciones de operación óptimas, esnecesariorealizarunalimpiezadelasmembranas,yaquealemplearladisoluciónproblema,hasufridolosefectosdelensuciamiento,tantodepolarizaciónporconcentración(capagel),comodeensuciamientopropiamentedicho(adsorción,bloqueodeporos…).

Porelloserealizaunalimpiezaconunbañoconsistenteenunadisolucióndeaguaosmotizadacon1ppmdeClorolibreduranteundía.

Losresultadosde lapermeabilidadtrasesta limpiezaseexponenacontinuaciónparaambasmembranas,siendok0elcoeficientedepermeabilidadinicialyk1,traslaprimeralimpieza.

TablaV.2.Permeabilidadinicialyposterioralalimpiezadelasmembranasde40y100kDa

Membranak0

[L/(m2·h·bar)]

k1

[L/(m2·h·bar)]

40kDa 26.04 16.77100kDa 87.28 106.70

En la Tabla V.2 se observa cómo tras la limpieza, la membrana de 40 kDa operaaproximadamenteaun65%desucapacidadinicial.

Sinembargo,lamembranade100kDaharecuperadoaproximadamentesucapacidadoriginaltraslalimpiezarealizada.

Asípues,debidosumenorensuciamiento,mejor regeneraciónymenorcoste, lamembranaseleccionadaentrelastrespropuestasinicialmente,eslade100kDa.Porello,apartirdeestepunto,lasexperienciassecentranenlacaracterizacióndelfuncionamientodedichamembrana.

Memoriadescriptiva

-42-

5.3.ENSAYOSDEENSUCIAMIENTO

Enesteapartadosemuestranlosresultadosdelosensayosdeensuciamientorealizadosduranteeldesarrollodelafaseexperimentaldelpresenteproyecto.

5.3.1.Primerensayodeensuciamiento

Finalizadoslosestudiosmostradosanteriormente,serealizaunestudiodelensuciamientodelamembranaseleccionada,lade100kDa,conelobjetivodeanalizarsucomportamientoduranteunperiodoprolongadodefuncionamientocontinuo.

Enesteensayoseoperaaunatemperaturade18.3ºCyaunapresiónde3bar.

Elvolumeninicialeneltanqueesde7.5L

Del mismo modo que en el anterior ensayo, se analiza el flux, así como la turbidez y laconcentracióndeazúcaresdelacorrientedepermeado.

Memoriadescriptiva

-43-

5.3.1.1.Flux(JP)

Acontinuación,semuestranenlaTablaV.9losdatosrelativosalaevolucióndelfluxduranteestaexperiencia.

Seguidamente, en la figura V.12, se expone la representación gráfica correspondiente a laevolucióndelfluxconeltiempoenelprimerensayodeensuciamiento,paralamembranade100kDa.

FiguraV.12.Evolucióndelfluxconeltiempoparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

ComoesposibleobservarenlafiguraV.12,losresultadosexperimentalesobtenidosmantienenuna tendencia lineal, lo que indicaunbajo gradodeensuciamiento de lamembranaen lascondicionesdeoperaciónempleadas,alolargodelaexperiencia.

Estehechorefuerzalaideadequelamejordelasmembranaspropuestaseslaseleccionada,lade100kDa.

0

5

10

15

20

25

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Flux[L/(hr·m

2 ]

tem acumulado[h]

Memoriadescriptiva

-44-

5.3.1.2.Concentracióndeazúcares(ºBrix)

A continuación, se puedenobservar en la tablaV.10 los datos relativos a la evolución de laconcentracióndeazúcarespresentesenlacorrientedepermeadoduranteestaexperiencia.

Seguidamente, en la figura V.13, se expone la representación gráfica correspondiente aevolucióndelosºBrixenelalimentoyelpermeado,paralamembranade100kDa.

FiguraV.13.Evolucióndelaconcentracióndeazúcaresenelalimentoyelpermeadoparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

Se observa en la figura V.13 cómo la concentración de azúcares apenas varía, situándoseaproximadamenteenvaloresentreel7%yel8%demateriaseca(azúcaresenelcasodezumos).

Encomparaciónconlaconcentracióndeazúcaresdeladisoluciónoriginal,apenasesapreciableunalevedisminuciónenlacorrientedepermeado.

Estoesdebidoaque,segúnloexpuestoanteriormenteenlaintroducción,conmembranasdeUFnoesposibleretenerestetipodemoléculas.

0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4

[Azúcares][ºBrix]

tem acumulado[h]

Alimento

Permeado

Memoriadescriptiva

-45-

5.3.1.3.Índicedeturbidez(NTU)

Encuantoal índicedeturbidezdelacorrientedepermeado,enlatablaV.11seexponenlosdatosrelativosasuevoluciónduranteestaexperiencia.

Seguidamente, en la figura V.14, se expone la representación gráfica correspondiente a laevolucióndelíndicedeturbidezenelalimentoyelpermeado,paralamembranade100kDa.

FiguraV.14.Evolucióndelíndicedeturbidezenelalimentoyelpermeadoparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

EnlafiguraV.14severeflejadaunagranreduccióndelíndiceturbidezdelpermeadorespectoal alimento. Esto es debido al correcto funcionamiento de la membrana de 100 kDa,correspondienteaprocesosdeUF,loscuales,comosehavistoanteriormente,retienensólidosensuspensión,macromoléculasypigmentos.

Además,noseapreciaensuciamientoenel tiempodeoperaciónensayado, loquehacemásfirmelaeleccióndeestamembranasobrelasotraspropuestas.

0

200

400

600

800

1000

0 1 2 3 4

Índicedeturbidez[N

TU]

tem acumulado[h]

Alimento

Permeado

Memoriadescriptiva

-46-

5.3.1.4Estudiodelaevolucióndelosparámetrosexpuestosanteriormenteenfuncióndelíndicederechazodelasmembranas

Semuestraacontinuaciónlavariacióndelasvariablesestudiadasexpresadascomoporcentajederechazoalolargodelensayodeensuciamiento.

FiguraV.15Evolucióndelaconcentracióndeazúcaresconlapresiónylatemperatura,empleandozumodepiñacomoefluente,enfuncióndelporcentajederechazodelamembrana

de100kDa

QuedarepresentadoenlagráficaV.15,comosevieneobservandoenelpresentedocumento,queelporcentajederechazodeazúcaresenlasmembranasdeUFesmínimo.Sinembargo,elporcentajederechazodesólidosensuspensiónescasitotal.

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4

[Azúcares][%

R]

tem acumulado[h]

[Azúcares]

Índicedeturbidez

Memoriadescriptiva

-47-

5.3.1.5.Limpiezadelamembrana

Una vez concluido el estudio de ensuciamiento, se procede de nuevo a la limpieza de lamembrana,estavezenunbañodeaguaosmotizadaduranteunasemana,conelfindedilucidarsuactualpermeabilidad.

EnlatablaV.3,quedandemanifiestolasdiferenciasentreelflux inicialy losresultantestrascadaexperienciaysucorrespondientelimpieza,siendok0elcoeficientedepermeabilidadinicial,k1traslaprimeralimpiezayk2,traslasegundalimpieza.

TablaV.3.Permeabilidadinicialyposterioracadalimpieza

ΔP[bar]k0

[L/(m2·h·bar)]

k1

[L/(m2·h·bar)]

k2

[L/(m2·h·bar)]

3 93.33 103.70 57.97

Seobservapues,enlatablaV.3,cómotraslalimpieza,lamembranaoperaaproximadamenteaun62%desucapacidadinicial.

Enestecasonoseharecuperadolapermeabilidadinicialdebidoaqueenestasegundalimpiezanoseempleóclorolibre,sinosolamenteaguaosmotizada.Estoesasíinclusoapesardehaberserealizadolalimpiezaduranteunasemana,enlugardeduranteundía,cosaquehaceevidentelautilidaddelacorrectaseleccióndelosmétodosdelimpiezadelasmembranasmásadecuadosparacadacaso.

Memoriadescriptiva

-48-

5.3.2.Segundoensayodeensuciamiento

Una vez la anterior experiencia llega a su fin, se procede a realizar un segundo estudio deensuciamientodelamembranaseleccionada.

En esta experiencia se analizan, ademásde las variablesobservadas enel primer ensayodeensuciamiento, otras como el pH, la conductividad y el factor de reducción de volumen (enadelanteFRV).

5.3.2.1.Flux(JP)

Seguidamente, en la figura V.17, se expone la representación gráfica correspondiente a laevolucióndelfluxdepermeado,paralamembranade100kDa.

FiguraV.17.Evolucióndelfluxdepermeadoparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

SeobservaenlafiguraV.17cómoelfluxdepermeadosemantieneaproximadamenteestabletraselascensoenlasprimerasfases.

Estosedebealfenómenodeensuciamientoproducidoconeltiempo,queprovocaqueelflujoseveacontroladoporlatransferenciademateriaatravésdelacapagelformada.

A continuación, en la figura V.18, se expone la representación gráfica correspondiente a laevolución del flux de permeado, para la membrana de 100 kDa, en función del factor dereduccióndevolumen(FRV).

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6

Flux[L/(hr·m

2 ]

tem acumulado[h]

Memoriadescriptiva

-49-

FiguraV.18.EvolucióndelfluxdepermeadorespectoalFRV,paralamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

SeobservaenlafiguraV.18lamismatendenciarepresentadaenlafiguraV.15,comoeslógico,pues el factor de reducción de volumen es directamente proporcional al tiempo de laexperiencia.

0

5

10

15

20

25

30

1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25

Flux[L/(h·m

2 ]

FRV

Memoriadescriptiva

-50-

5.3.2.2.Índicedeturbidez,concentracióndeazúcaresyconductividad

Semuestraaseguidamentelavariacióndelasvariablesestudiadasexpresadascomoporcentajederechazoalolargodelsegundoensayodeensuciamiento.

FiguraV.19.Evolucióndelasvariablesestudiadasenelsegundoensayodeensuciamiento,respectoaltiempoacumulado,paralamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomo

efluente

QuedademanifiestoenlafiguraV.19cómolaconductividad,aligualquelaconcentracióndeazúcares,apenassereduce,debidoaquelasespeciescausantesdeestosefectos,azúcaresysales,permeanatravésdelamembranasinproblemas.

Sinembargo,comosehaobservadoanteriormente,elíndicedeturbidezsevereducidocasiensutotalidad,reafirmándoselacalidaddelamembranaseleccionadaparaelprocesoestudiado.

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6

R[%

]

tem acumulado[h]

Índicedeturbidez

[Azúcares]

Conductividad

Memoriadescriptiva

-51-

A continuación, se expone la representación gráfica correspondiente a la evolución de lasvariablesestudiadas,expresadascomoporcentajederechazo,alolargodelsegundoensayodeensuciamientoenfuncióndelFRV.

FiguraV.20.Evolucióndelasvariablesestudiadasenelsegundoensayodeensuciamiento,respectoalFRV,paralamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

SeobservaenlafiguraV.20laevolucióndelíndicedeturbidez,laconcentracióndeazúcaresylaconductividadconelprogresodelaexperiencia,quedandoasícomplementadalafiguraV.17,y haciéndose visible a groso modo la relación entre el tiempo de operación y el factor dereduccióndevolumen,detalladoenelpuntosiguiente.

0

20

40

60

80

100

1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25

R[%

]

FRV

Índicedeturbidez

[Azúcares]

Conductividad

Memoriadescriptiva

-52-

5.3.2.3.FactordeReduccióndeVolumen(FRV)

Seguidamente, en la figura V.21, se expone la representación gráfica correspondiente a laevolucióndelfactordereduccióndevolumen,paralamembranade100kDa.

FiguraV.21.EvolucióndelfactordereduccióndevolumenrespectoalFRV,paralamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

Comoseintuíaenlasgráficasanteriores,yconcordandoconlateoría,elfactordereduccióndevolumenposeeun comportamientodirectamenteproporcional al tiempodeexperiencia, demodoque la corrientede rechazo aparece cada vezmás concentrada, yaquequedamenorvolumenparacasilamismacantidaddesólidosensuspensión.

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

0 1 2 3 4 5 6

FRV

tem acumulado[h]

Memoriadescriptiva

-53-

5.3.2.4.Limpiezadelamembrana

Unavezconcluidoelsegundoestudiodeensuciamiento,seprocededenuevoalalimpiezadelamembrana,estavezenunbañodeaguaosmotizadadurante24horas,conelfindedilucidarsuactualpermeabilidad.

EnlatablaV.4,quedandemanifiestolasdiferenciasentreelflux inicialy losresultantestrascadaexperienciaysucorrespondientelimpieza,siendok0elcoeficientedepermeabilidadinicial,k1traslaprimeralimpieza,k2traslasegundalimpiezayk3,traslaterceralimpieza.

TablaV.4permeabilidadinicialyposterioracadalimpieza

ΔP[bar]k0

[L/(m2·h·bar)]

k1

[L/(m2·h·bar)]

k2

[L/(m2·h·bar)]

k3

[L/(m2·h·bar)]

3 93.33 103.70 57.97 37.35

Seobservapues,enlatablaV.4,cómotraslalimpieza,lamembranaoperaaproximadamenteaun62%desucapacidadinicial.

Enestecasonoseharecuperadolapermeabilidadinicialdebidoaqueenestaterceralimpiezatampocoseempleóclorolibre,sinosolamenteaguaosmotizadadurante24horas.

Memoriadescriptiva

-54-

5.3.2.5.SólidosTotales(ST)

Finalmente,setomalamedidadelossólidostotales(ST)presentesenladisoluciónalimentoyenladisoluciónqueformaelpermeadoobtenido.

SeobtieneparaladisolucióndealimentounaconcentracióndeSTde80.267g/L,mientrasqueenladisoluciónpermeadarestansolamente0.063g/L,quedandopatentelaefectividaddelatecnologíadeUFmediantemembranasencuantoalaaplicaciónsobreesteproceso.

𝑅𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛𝑑𝑒𝑆𝑇 = 𝑆𝑇 1 − 𝑆𝑇 3 (V.2)

Deestemodo,segúnlaecuaciónV.2,selograunareducciónde80.204g/Ldesólidosduranteelproceso,estoes,segúnlaEcuaciónV.3,unareduccióndel99.92%.

𝑅𝑒𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛𝑑𝑒𝑆𝑇 % =𝑆𝑇 1 − 𝐶𝑇 3

𝑆𝑇 1· 100

(V.3)

Se observa la reducción casi total de los sólidos en suspensión inicialmente presentes en ladisolución,con loquesecorroboraunavezmás laefectividaddelmétodoempleado,con lamembranaycondicionesdeoperaciónadecuadas.

FiguraV.22.Comparativaentreelzumodepiñaprevioalaclarificaciónyunavezclarificado

Memoriadescriptiva

-55-

6. ANÁLISISESTADÍSTICO

SemuestranacontinuaciónlosresultadosderealizarunestudioestadísticoDOEfactorialatresniveles, el cual tiene por objetivo corroborar las condiciones de operación óptimas halladasexperimentalmente.

Seanalizanlasdosvariablesderespuestaquehanresultadosignificativas,elfluxdepermeadoyelíndicedeturbidez,enfuncióndelapresiónylatemperaturaempleadas.

6.1.FLUX

Seestudiaenesteapartadoelefectodelasvariablesmanipuladas,presiónytemperatura,sobreelfluxdepermeadoobtenido.

Seguidamente,enlafiguraVI.1.(a),semuestralainfluenciadelasvariablesdeentrada,presiónytemperatura,sobreelfluxdepermeado,asícomolasinteraccionesquesedanentreellas.

Asimismo, en la figura VI.1. (b) se presenta un gráfico 3D que representa la superficie derespuesta del flux de permeado obtenido frente a las variables de entrada, presión ytemperatura.

(a) (b)

FiguraVI.1.DiagramadePareto(a)ysuperficiederespuesta(b)paraelfluxdepermeadoparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

Memoriadescriptiva

-56-

EnlafiguraVI.1.(a)seobservaqueningunainteracciónentrelasvariablesdeentradaresultasignificativa.Sinembargo,cadaunaporseparadosímuestraunefectosignificativo,enamboscasospositivo,sobrelavariablecontrolada.Estoes,quelosvaloresdepresiónytemperaturaevolucionan de modo directamente proporcional a los del flux de permeado, cosa queconcuerdaconlosresultadosobtenidosexperimentalmente.

Mientrasquelatemperaturaafectalevemente,esapreciablelagranrelevanciadelapresiónsobreelfluxdepermeado.

En la figuraVI.1. (b)esposibleobservar larelaciónaproximadamente linealydirectamenteproporcionalqueexisteentrelapresiónyelfluxdepermeado.

Se aprecia asimismoen la figuraVI.1. (b), una tendencia también aproximadamente lineal ydirectamente proporcional entre la temperatura y el flux de permeado, cosa debida a ladisminucióndeviscosidadprovocadaporelaumentodelatemperatura.

Comosehaexpuestoconanterioridad,latemperaturaesunparámetroinfluyenteenelfluxdepermeado,peronotantocomolapresión.

6.2.ÍNDICEDETURBIDEZ

Seestudiaenesteapartadoelefectodelasvariablesmanipuladas,presiónytemperatura,sobreelíndicedeturbidezenlacorrientedepermeado.

Seguidamente,enlafiguraVI.2.(a),semuestralainfluenciadelasvariablesdeentrada,presióny temperatura, sobre el índice de turbidez en la corriente de permeado, así como lasinteraccionesquesedanentreellas.

Asimismo, en la figura VI.2. (b) se presenta un gráfico 3D que representa la superficie derespuestadelíndicedeturbidezenlacorrientedepermeadofrentealasvariablesdeentrada,presiónytemperatura.

(a) (b)

FiguraVI.2.DiagramadePareto(a)ysuperficiederespuesta(b)paraelíndicedeturbidezenlacorrientedepermeadoparalamembranade100kDa,empleandozumodepiñacomoefluente

Memoriadescriptiva

-57-

EnlafiguraVI.2.(a)seobservaquetantolapresióncomolatemperaturaresultansignificativas,con un efecto negativo, sobre la variable controlada. Esto es, que los valores de presión ytemperaturaevolucionandemodoinversamenteproporcionalalosdelíndicedeturbidezenlacorrientedepermeado,cosaqueconcuerdaconlareduccióndelacantidaddesólidossolublesobtenidaexperimentalmente.

Además, en este caso sí resulta significativa la interacción entre los parámetros de entrada,siendopositivadichainteracción.

Mientrasquelatemperaturaafectalevemente,nuevamenteseaprecialagranrelevanciadelapresiónenelprocesoestudiado.

EnlafiguraVI.2.(b).esposibleobservarlarelaciónaproximadamentelinealeinversamenteproporcionalqueexisteentrelapresiónyelíndicedeturbidez.

Comosehacomentadoanteriormente,esnotablelagraninfluenciadelapresiónsobredichoparámetro. Esto sedebe aque la presiónprovoca la compactaciónde lamembrana y de laposiblecapadeensuciamiento,cosaquedificultaelpasodelaspartículascoloidalesatravésdelamembrana.

Se aprecia asimismoen la figuraVI.2. (b), una tendencia tambiénaproximadamente lineal einversamente proporcional entre la temperatura y el índice de turbidez en la corriente depermeado, cosa debida a la disminución de viscosidad provocada por el aumento de latemperatura.

Comosehaexpuestoconanterioridad,latemperaturaesunparámetroinfluyenteenelfluxdepermeado,peronotantocomolapresión.

Memoriadescriptiva

-58-

Memoriadescriptiva

-59-

7. PROPUESTADEINSTALACIÓNSEMIINDUSTRIAL

Se presentan en este apartado los componentes, así como el diseño de una instalaciónsemiindustrialcapazdellevaracaboelprocesopropuestoenelpresentetrabajo.

7.1.CÁLCULOS

La densidad de flujo de permeado disminuye de manera directamente proporcional a latemperaturadelalimento[6].

Debido a las limitaciones técnicas de la planta empleada para la obtención de los datosexperimentalesmostradosenapartadosanteriores,diversosparámetrosnoselogranmantenerenlosvaloresdeseadosdemaneralosuficientementeexacta.Porello,serealizanloscálculosnecesariosparaajustarestosvaloresalosrequeridos,cosaquepermitediseñarcorrectamentelainstalaciónsemiindustrialpropuesta,comosemuestraenelAnexo.

Los ensayos se realizaron a una temperatura promedio de 25ºC, obteniéndose un flux depermeado JP = 20 L/(h·m2). Con el objetivo de no deteriorar el zumo,manteniendo así suspropiedadesfuncionalesyorganolépticas,sedeseaoperaraunatemperaturade15ºC.

Para esto, se tiene en cuenta la Tabla I.1 del Anexo, obtenida basándose en la variacióninversamente proporcional de la viscosidad con la temperatura, factor directamenterelacionadoconelfluxdepermeado.

RealizandoloscálculosqueseadjuntanenelAnexo,finalmenteseobtieneunfluxdepermeadoJP=15.649L/(h·m2),queseempleapararealizareldiseñodelaplanta.

TambiénenelAnexoseadjuntaelcálculoparahallarelvolumenrequeridoparacadatanque,elcualesV=1m3.

Memoriadescriptiva

-60-

7.2.COMPONENTES

Se incluyen en el Anexo los datos correspondientes a los componentes a continuaciónexpuestos.

• Tanquesdealmacenamientoconsistemaderefrigeración:Depósito para los fluidos que intervienen en el proceso capaz de mantenerlos a latemperaturadeseada.

FiguraVII.1.Tanquedealmacenamientorefrigerado.[7]

• Agitadores:aseguranunadistribuciónhomogéneadelosfluidosenlostanquesdealmacenamiento.

FiguraVII.2.Agitadoracontrarotación.[8]

• Sensoresdenivel:

Memoriadescriptiva

-61-

permitenconocerlacantidaddedisoluciónalmacenadaencadatanque,conelobjetivodequenoexcedanivelesmínimosnimáximos.

SeseleccionaelmodeloLD362_M12delamarcaICOS.

FiguraVII.3.Sensordenivel[9]

• Sensoresdetemperatura:permitenconocerpropiedadesdelfluidocomolaviscosidad,ademásdeinformardeunexcesodetemperaturaquepuedadesnaturalizarelalimento.

SeseleccionaelmodeloD61delamarcaGesa.

FiguraVII.4.Sensordetemperatura.[10]

Memoriadescriptiva

-62-

• Filtro:

dificultalaobstruccióndelabomba.Sesitúa,portanto,antesdelamisma.Seseleccionaelfiltro

FiguraVII.5Filtro.[11]

• Bombas:seencargandeasegurarquellegueelcaudaldeseadoalmódulodemembranas.SeseleccionaelmodeloCat2SF10ESdelamarcaCat.

FiguraVII.6.Bomba.[12]

Memoriadescriptiva

-63-

• Sensoresdepresión:

permiten detectar infra o sobrepresiones y ajustar las bombas. Se sitúan entre lasbombasylasválvulasdealivio.SeseleccionaelmodeloDN-52delamarcaAbadControls.

FiguraVII.7.Sensordepresión.[13]

• Medidoresdecaudal:

SeseleccionaelcaudalímetroMDC–16…160L/hdelamarcaAbadControls.

FiguraVII.8.Medidordecaudal.[14]

Memoriadescriptiva

-64-

• Analizadoresenlínea:sesitúaunoencadacorriente(alimento,rechazoypermeado).o Analizadordeturbidez:realizalamediciónmediantenefelometría.Expresael

resultadocomoelíndicedeturbidez,enNTU.

SeescogeelmodeloMicroTOL2delamarcaColeparmer.

FiguraVII.9.Analizadordeturbidez.[15]

• Módulosdemembranas:equipadosconlasmembranasquepermitenrealizarlaclarificación.Poseendossalidas,unaparalacorrientederechazoyotraparalacorrientedepermeado.

FiguraVII.10.Módulodemembranas.[16]

Memoriadescriptiva

-65-

• Membranas:

actúancomofiltroselectivoparallevaracabolaclarificacióndeseada.

FiguraVII.10.Membranas.[17]

• Válvulasdeseguridad:permitendesviarunposibleexcesodecaudalencasodesobrepresión.Sesitúanalasalidadelabomba,pueseselpuntodemayorpresiónenlainstalación.

FiguraVII.11.Válvuladeseguridad.[18]

SeseleccionaelmodeloAA1146delamarcaSalvadorEscoda.

Memoriadescriptiva

-66-

• Válvulasderetención:SeseleccionaelmodeloAA05416delamarcaSalvadorEscoda.

FiguraVII.12.Válvuladeretención.[18]

• Válvulasderegulación:permitenregularelcaudalquecirculaporcadalíneadelainstalación.

Simple:SeseleccionaelmodeloAA02117delamarcaSalvadorEscoda

FiguraVII.13.Válvuladeregulaciónsimple.[18]

Memoriadescriptiva

-67-

Detresvías:

SeescogeelmodeloVRG13150-40delamarcaSalvadorEscoda.

FiguraVII.14.Válvuladeregulacióndetresvías.[19]Decuatrovías:

SeescogeelmodeloVRG14150.40delamarcaSalvadorEscoda.

FiguraVII.15.Válvuladeregulacióndecuatrovías.[19]

Memoriadescriptiva

-68-

7.3.DISEÑODELAINSTALACIÓNSEMIINDUSTRIAL

Enelpresenteapartadosemuestraelesquemabásicodelainstalaciónpropuestaenlaquesedaríalugarlaclarificacióndezumodepiñaempleandotecnologíademembranas.

FiguraVII.1.Diagramadeflujodelainstalaciónpropuestaparallevaracabolaclarificacióndezumodepiñamedianteultrafiltración

Memoriadescriptiva

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8. CONCLUSIONES

Unavezrealizadoelanálisisderesultadosyelestudiodesuaplicaciónsemiindustrial,esposibleobtenerunaseriedeconclusionesacercadelTFGrealizado.

- Seobserva lamayor efectividad tantode fluxdepermeado comode rechazode lasmembranasconmayorMWCO,siempredentrodelrangodeaplicacióndelaUF(10,40y100kDa).

- Tambiénquedaclaroelleveefectopositivoentrelatemperaturayelfluxdepermeado,si biendeben tenerse en cuenta los límites de temperaturaquedesnaturalizarían ladisoluciónalimento.

- Encuantoalapresión,tambiénseobservasuefectopositivosobreelfluxdepermeado,en este caso bastante acentuado. Sin embargo, se ha de tener la precaución de noalcanzar la presión crítica, a partir de la cual se favorece el ensuciamiento de lamembrana.

- Cuandoanalizalareduccióndesólidossolubles,seobservaunclaroefectopositivodelapresiónsobrelareduccióndelíndicedeturbidez.

- SecompruebaquelaUFlogralosresultadosdeseadosencuantoaclarificación,yaqueelimina casi la totalidad de las partículas que provocan turbidez en la disoluciónalimento.Además,estemétodopermitemantenerlaconcentracióndeazúcares,yelpH de la disolución inicial, por lo que las características organolépticas no se venafectadas, siendo apropiadas para la aplicación propuesta, es decir, emplear elclarificado obtenido como componente de mezcla en productos de zumo de frutamixtos,sinaumentarladensidaddedichoproducto.

- En cuanto a la viabilidad económicadel proceso, desdeel puntode vista técnico, laaplicacióndelatecnologíademembranashoyendíaesunprocesomuyempleadoyrecomendadoenla industriaalimentaria.Sibien,parasuaplicaciónaescalahayquerealizar una inversión importante. No obstante, esta quedaría amortizada con losbeneficiosobtenidosenlaventadelproducto,debidoasumayorvalorañadido.

Con todo, queda de manifiesto en el presente TFG, la gran utilidad de la tecnología demembranas,enconcretode laultrafiltración,para losprocesosdeclarificacióndebebidasyzumos,bienporsímismaoencombinaciónconotrastécnicasquemejorenlosresultadosdeéstaporemplearsepreviaosimultáneamente,omejorenelproductofinalporemplearseconposterioridada laultrafiltración.Deestemodo,nosencontramosanteunatecnologíaeficaz,eficiente y versátil, además de respetuosa con elmedio ambiente, la cual hoy en día siguedesarrollándose.

Memoriadescriptiva

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Memoriadescriptiva

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9. BIBLIOGRAFÍA

(1)D.C.P.Camposetal,“Clarificacióndejugodeanacardo(AnacardiumOccidentaleL.)utilizandotratamientoenzimáticoymicrofiltración”,Alimentaria,2002,Julio-Agosto,pg.121-124.

(2)L.M.J.Carvalhoetal,“Clarificationofpineapple(AnanasComosusL.Merr)juicebyUF”,Alimentaria,1996,nº275,pg.129-132.

(3)ÓscarFernandoCastellanosDomínguezetal,“Alternativasparalaclarificacióndeljarabedeglucosaobtenidoporhidrólisisenzimáticadelalmidón”,IngenieríaeInvestigación,2004,nº55,pg.8-21.

(4)MaríaIsabelAlcainaMiranda,“Operacionesyprocesosunitariosenlaindustriadealimentos.Fundamentosdelatecnologíademembranas”,apuntesdelaasignatura“Operacionesyprocesosunitariosenlaindustriadealimentos”,2016.

(5)SergioBarredoDamas,“Recuperacióndeefluentestextilesmediantetécnicasdemembrana”,tesisdoctoral,2011.

(6)ClaudiaMuroetal,“MembraneSeparationProcessinWastewaterTreatmentofFoodIndustry”,FoodIndustrialProcesses-MethodsandEquipment,2012,253-280.

(7)http://ucon.de/en/container/beheizbare-container/typ-ibc-gekuehlt.php

(8)http://www.pimecsa.com/agitador-a-contra-rotacion.html

(9)http://www.icossensores.es/Sensor-De-Nivel-Vertical/LD362M12/

(10)https://www.termometros.com/es/termometro-bimetalico-para-tuberias

(11)http://www.russellfinex.com/es/equipos-de-separacion/filtros-autolimpiantes/?gclid=CIGT2rLEjs4CFdMK0wodeQUECQ

(12)http://www.catpumps.com.ar/pdf/CAT2SF10ES.pdf

(13)http://store.abadcontrols.com/pressure-gauges/general-purpose-pressure-gauges-1/153j10.html

(14)http://store.abadcontrols.com/flowmeters/water-glass-flowmeter-mdc-16-160-l-hour.html

(15)http://www.coleparmer.com/assets/Catalog_pdfs/PDF_CP/JZ_1374.pdf

(16)http://www.lenntech.com/products/membrane/osmonics/osmonics.htm?gclid=CM-7ofLEjs4CFUQW0wod1qQMFA

Memoriadescriptiva

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(17)http://www.carbotecnia.info/producto/porta-membranas-codeline/

(18)http://www.salvadorescoda.com/tarifas/Valvuleria_Agua_Tarifa_PVP_SalvadorEscoda.pdf

(19)http://www.salvadorescoda.com/tecnico/CO/Tarifa_Catalogo_ESBE_09-10.pdf

DOCUMENTOIII

ESTUDIOECONÓMICO

EstudioEconómico

(i)

ÍNDICE

1.GASTOSASOCIADOSLAINSTALACIÓNDELAPLANTA.............................................................1

1.1.PRESUPUESTOSPARCIALES...............................................................................................1

1.1.1Manodeobra.............................................................................................................1

1.1.2Equipos.......................................................................................................................2

1.2.PRESUPUESTODEEJECUCIÓNMATERIAL.........................................................................4

1.3.PRESUPUESTODEEJECUCIÓNPORCONTRATA................................................................4

1.4.PRESUPUESTOBASEDELICITACIÓN.................................................................................5

EstudioEconómico

-1-

1. GASTOSASOCIADOSLAINSTALACIÓNDELAPLANTA

Enesteapartadoseexponenlospreciosunitariosdeloscomponentesqueformanlainstalacióndiseñada.Asícomolacantidadrequeridadecadaunodeellos,obteniendodeestemodoelpreciototaldelaplantaindustrial.

1.1.PRESUPUESTOSPARCIALES

Seguidamenteseexponeelpresupuestodesglosadoenbloques.

1.1.1Manodeobra

Acontinuación,semuestraelpresupuestorelativoalpagodelasnóminasdelostrabajadores.Seplanteaunainstalacióndelaplantaeneltiempode10días.

Descripción Ud. MediciónPrecio Importe[€] [€]

Peón h 80 12,77 1021,60

Oficialdeprimera h 80 15,98 1278,40

Jefedemontaje h 80 18,20 1456,00

IngenieroQuímico h 300 15,63 4687,50

Total 8443,5

EstudioEconómico

-2-

1.1.2Equipos

Enestepuntosemuestraelcosterelativoaloselementosquecomponenlainstalación.

Componentesprincipales

DescripciónPrecio

CantidadImporte

[€] [€]

Tanquedealmacenamiento 405,25 6 2431,50

Bomba 210,50 7 1473,50

Módulosdemembranas 840,25 2 1680,50

Membranas 315,75 2 631,50

Válvulasdeseguridad 594,68 6 3568,08

Válvuladeretención 15,40 8 123,20

Válvulasderegulaciónsimples 286,04 12 3432,48

Válvuladeregulacióndetresvías 106,80 6 640,80

Válvuladeregulacióndecuatrovías 132,00 1 132,00

Total 14113,56

EstudioEconómico

-3-

Componentessecundarios

DescripciónPrecio

CantidadImporte

[€] [€]

Agitador 120,50 6 723,00

Sensordenivel 33,45 6 200,70

Sensordetemperatura 11,45 6 68,70

Filtro 20,40 7 142,80

Sensordepresión 7,57 7 52,99

Medidordecaudal 160,20 7 1121,40

Analizadordeturbidez 56,30 2 112,60

Tomadetierra 136,40 6 818,40

Total 3240,59

Resumen

DescripciónImporte

[€]

Componentesprincipales 14113,56

Componentessecundarios 3240,59

Total 17354,15

EstudioEconómico

-4-

1.2.PRESUPUESTODEEJECUCIÓNMATERIAL

Acontinuación,quedareflejadoelcostetotalquesuponenlosdosapartadosanteriores.

Descripción Importe

Manodeobra 8443,50

Equiposeinstrumentación 17354,15

Total 25797,65

1.3.PRESUPUESTODEEJECUCIÓNPORCONTRATA

Seguidamente,seexponeelpresupuestoreflejadoenelcuadroanterior,teniendoencuentalosgastosgeneralesproducidosyelbeneficioindustrialobtenido.

Presupuesto Importe

Presupuestototaldeejecuciónmaterial 25797,65

Gastosgenerales(13%) 3353,69

Beneficioindustrial(6%) 1547,86

Total 30699,20

EstudioEconómico

-5-

1.4.PRESUPUESTOBASEDELICITACIÓN

Finalmente,semuestraelpresupuestototalcalculadoparalainstalaciónindustrialpropuestaenelpresenteTFG,incluyendoelI.V.A.

Presupuesto Importe

Presupuestodeejecuciónporcontrata 30699,20

I.V.A.(21%) 6446,83

Total 37146,04

Elpresupuestodebasedelicitaciónasciendealaexpresadacantidadde:

TREINTAYSIETEMILCIENTOCUARENTAYSEISEUROSCONCUATROCÉNTIMOS

EstudioEconómico

DOCUMENTO II

ANEXOS

Anexos

(i)

ÍNDICE

1. TABLA DE AJUSTE DEL FLUX CON LA TEMPERATURA................................................................ 1

2. CÁLCULOS .................................................................................................................................. 3

2.1. Reducción de los ST ........................................................................................................... 3

2.2. Cálculos para la instalación ................................................................................................ 4

3. HOJAS TÉCNICAS DEL INSTRUMENTAL ...................................................................................... 7

3.1. Instrumental de laboratorio .............................................................................................. 7

Anexos

-1-

1. TABLA DE AJUSTE DEL FLUX CON LA

TEMPERATURA

Figura I.1. Ajuste del flux de permeado con la temperatura

Anexos

-2-

Anexos

-3-

2. CÁLCULOS

2.1. Reducción de los ST

Anexos

-4-

2.2. Cálculos para la instalación

Anexos

-5-

Anexos

-6-

Anexos

-7-

3. HOJAS TÉCNICAS DEL INSTRUMENTAL

3.1. Instrumental de laboratorio

Turbidímetro Dinko D-112:

Figura III.1. Ficha del turbidímetro Dinko D-112

Anexos

-8-

Refractómetro Ivymen NR-101:

Figura III.2. Ficha del refractómetro Ivymen NR-101

Anexos

-9-

pH-metro/conductímetro:

Figura III.3. Ficha del pH-metro/conductímetro Crison CM 35 +