Implementación de un módulo para membranas cerámicas tubular monocanal en el equipo de ultrafiltración del laboratorio de procesos de la escuela de ingeniería química de la Universidad Industrial de Santander

En el Laboratorio de Procesos de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander se cuenta con un piloto de Ultrafiltración de Alimentos usado en la asignatura de Laboratorio de Procesos II. Este equipo opera usando un módulo de membranas poliméricas, el cual presentaba li...

Full description

Autores:
Barrera Angarita, Claudia Lorena
Rodríguez Montes, Javier Enrique
Tipo de recurso:
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Fecha de publicación:
2020
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/40385
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/40385
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
ultrafiltración
Membrana polimérica
Membrana cerámica
Resistencia de la membrana
Resistencia por ensuciamiento
permeado.
Ultrafiltration
Polimeric membrane
Ceramic membrane
Resistance to membrane
Resisance to fouling
permeate.
Rights
License
Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
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description En el Laboratorio de Procesos de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander se cuenta con un piloto de Ultrafiltración de Alimentos usado en la asignatura de Laboratorio de Procesos II. Este equipo opera usando un módulo de membranas poliméricas, el cual presentaba limitaciones como: susceptibilidad a fugas a presiones altas, incapacidad de trabajar a temperaturas superiores a 45°C debido a su material y rupturas frecuentes de membranas. Para eliminar dichas limitaciones se propuso implementar un nuevo módulo de membranas cerámicas tubulares que permitan el análisis de nuevas variables como temperatura y umbral de corte. Inicialmente se realizaron pruebas diagnósticas con el módulo de membrana polimérica, con el fin de analizar las variables influyentes en la operación de filtración (permeabilidad al agua, presión transmembrana, temperatura y concentración del retenido) y su efecto sobre el volumen de flujo de permeado obtenido. Se observa que lo que se recolecta durante la práctica es muy poco (8 mL /min) lo que dificulta la toma de muestras y pone en duda la efectividad de la operación. Con el fin de aumentar los rangos de las variables de operación a evaluar y obtener un mayor volumen de permeado se diseñó un nuevo módulo para membranas cerámicas en acero inoxidable que contiene tres membranas en su interior y un sistema de calentamiento. Se puso a prueba con las prácticas realizadas anteriormente obteniendo una cantidad de flujo de permeado mayor (150 mL /min) y una remoción de sólidos no solubles mayor al 99% evidenciado en su turbidez. Con las nuevas especificaciones del equipo se creó un manual de operaciones en donde se describen los procedimientos para el correcto uso del piloto además del protocolo limpieza, siendo la guía para desarrollar futuras prácticas.
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Este equipo opera usando un módulo de membranas poliméricas, el cual presentaba limitaciones como: susceptibilidad a fugas a presiones altas, incapacidad de trabajar a temperaturas superiores a 45°C debido a su material y rupturas frecuentes de membranas. Para eliminar dichas limitaciones se propuso implementar un nuevo módulo de membranas cerámicas tubulares que permitan el análisis de nuevas variables como temperatura y umbral de corte. Inicialmente se realizaron pruebas diagnósticas con el módulo de membrana polimérica, con el fin de analizar las variables influyentes en la operación de filtración (permeabilidad al agua, presión transmembrana, temperatura y concentración del retenido) y su efecto sobre el volumen de flujo de permeado obtenido. Se observa que lo que se recolecta durante la práctica es muy poco (8 mL /min) lo que dificulta la toma de muestras y pone en duda la efectividad de la operación. Con el fin de aumentar los rangos de las variables de operación a evaluar y obtener un mayor volumen de permeado se diseñó un nuevo módulo para membranas cerámicas en acero inoxidable que contiene tres membranas en su interior y un sistema de calentamiento. Se puso a prueba con las prácticas realizadas anteriormente obteniendo una cantidad de flujo de permeado mayor (150 mL /min) y una remoción de sólidos no solubles mayor al 99% evidenciado en su turbidez. Con las nuevas especificaciones del equipo se creó un manual de operaciones en donde se describen los procedimientos para el correcto uso del piloto además del protocolo limpieza, siendo la guía para desarrollar futuras prácticas.PregradoIngeniero QuímicoIn the Laboratory of process in the Chemical Ingienering School of of Universidad Industrial de Santander have a pilot of ultrafiltration for food used in the subject Laboratorio de Procesos II. This pilot works with a module of polimerical membranes, which presented the following limitations: the module is sensitive to leaks operating in high pressures, material weakness operating in temperatures greater than 45°C and frequent membrane ruptures. To solve this limitations we propose install a new module for tubular ceramic membranes to allow the analysis of new variables like temperature and cut-off threshold. First, diagnostical tests were realized with the module of polimerical membranes, with the propose of analyze the meaningfull variables in the operation (water permeability, transmembrane pressure, temperatura and concentration of retentate) and their effect on the permeate flux. The permeate flux obtained in a test is low (8 mL/min) getting hard the sampling and put on doubt the yield of the operation. A new module for ceramic membranes was made to increase the variables operation range and getting more permeate flux, the module was designed in stainless Steel for three ceramic membranes, a warming system was made too. The new module was tested with the same variables previusly analyzed, the permeate flux was mayor (150mL/min) and the remotion of no-soluble solids was greater than 99% evidenced in its haze. A new operative manual was created with the new specifications of the pilot and a new protocol of cleaness, being the guide to develop future test.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingenierías FisicoquímicasIngeniería QuímicaEscuela de Ingeniería QuímicaultrafiltraciónMembrana poliméricaMembrana cerámicaResistencia de la membranaResistencia por ensuciamientopermeado.UltrafiltrationPolimeric membraneCeramic membraneResistance to membraneResisance to foulingpermeate.Implementación de un módulo para membranas cerámicas tubular monocanal en el equipo de ultrafiltración del laboratorio de procesos de la escuela de ingeniería química de la Universidad Industrial de SantanderImplementation of a module for tubular monochannel ceramic membranes in the ultrafiltration pilot of Laboratory of process in the Chemical Ingieniering School of Universidad Industrial de Santander .Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceORIGINALCarta de autorización.pdfapplication/pdf336149https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/710fa41f-c090-4bc3-97fb-71c439ab7865/download23af8f0a3ce4ea7b06bab0d1bee43764MD51Documento.pdfapplication/pdf1091719https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/510fa4cf-ecca-4351-9af4-8ac74fbbe003/download93aa617eb8de163f4e77e616e0efb1f8MD52Nota de proyecto.pdfapplication/pdf99922https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/664fb0eb-5103-44ff-b887-e867662444a6/download66a1fd9e486bd93a8d39c405a0b906aaMD5320.500.14071/40385oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/403852024-03-03 19:45:19.778http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/open.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.co