¿Qué son los filtros de membrana? Veamos su función y usos.

¿Qué es una membrana? Una membrana actúa como una barrera que permite la separación. Aunque en apariencia pueden parecer una hoja de papel, los filtros de membrana están compuestos por numerosos poros de microtamaño, en los que las partículas más grandes que un tamaño definido se retienen cuando se hace pasar un líquido o gas por dichos filtros.

Los filtros de membrana se presentan en diferentes tamaños y formas: cartuchos, cápsulas, discos, etc. Fujifilm ofrece una amplia gama de cartuchos y cápsulas de membrana plisados.

Los filtros se pueden clasificar en diferentes categorías, como de tipo “absoluto” y tipo “nominal”, dependiendo de su método de filtración y su estructura. Los filtros de tipo nominal se conocen bien como filtros de profundidad, en los que las microfibras se enredan aleatoriamente. Cuando el líquido se filtra a través del medio, las partículas se retienen mediante su adhesión a la fibra. Por otro lado, el tipo absoluto típicamente tiene numerosos poros de microtamaño dentro de una película o membrana de resina sintética, que le permite atrapar partículas de mayor tamaño que un tamaño definido. En el caso de los filtros de profundidad, las condiciones del proceso, como la presión de funcionamiento o la concentración de contaminantes, tienen un efecto significativo en la retención del filtro. Por lo tanto, los filtros de profundidad se utilizan principalmente como prefiltración, mientras que los filtros de membrana se utilizan como filtración absoluta, donde las partículas mayores que la clasificación definida tienen que retenerse. Se recomienda utilizar el filtro adecuado que siga el tipo de filtración requerido en el proceso. Hay casos en los que se instalan múltiples pasos de filtración, por ejemplo en el caso del agua mineral. Los filtros de tipo absoluto se utilizan justo antes del envasado para garantizar su seguridad, asegurándose de que se eliminan del agua embotellada los organismos nocivos o cualquier contaminante. Sin embargo, los filtros nominales suelen colocarse antes para eliminar primero las partículas más grandes y reducir la obstrucción de los filtros finales.

La filtración por membrana se instala para muchos fines, como reducir los costes operativos o mejorar la calidad del producto. Los sistemas de filtración por membrana suelen ser muy sencillos, lo que hace que sean menos costosos en comparación con otros sistemas alternativos. No solo durante la instalación, los filtros de membrana no dejan residuos como la torta de filtración, lo que reduce el coste de eliminación. Además, la instalación de sistemas de filtración de alta calidad mejora la calidad del producto, lo que permite distribuir productos seguros y estables a los clientes.

• Alimentación y bebidas (cerveza, vino, agua embotellada, productos lácteos, etc.).
• Biotecnología (aminoácidos, enzimas, etc.)
• Farmacéutica (agua de proceso, agua pura)
• Electrónica, semiconductores (agua industrial, agua pura)

La microfiltración (MF) se define como un proceso de separación de la membrana que elimina partículas con tamaños que varían de 0,01 a 10 μm. El microfiltro es otro término utilizado para describir los filtros utilizados para la microfiltración.

Aparte de la microfiltración, hay diferentes tipos de filtros de membrana que se utilizan en los procesos de separación. Estos se clasifican en función de su capacidad de filtrado deseada. La ultrafiltración (UF) tiene un tamaño de poro de 0,01 μm, dirigido a eliminar virus junto con microorganismos. La nanofiltración (NF) elimina no solo los virus, sino también los iones divalentes, con un tamaño de poro de membrana de 0,001 μm. Los filtros de ósmosis inversa (RO) se utilizan principalmente para desalinización y purificación de agua con un tamaño de poro de hasta 0,0001 μm, el agua es el único material que puede atravesar la membrana.

La filtración por membrana es uno de los métodos de esterilización cuando no se puede realizar la esterilización por calor. Dado que los tamaños de las bacterias oscilan entre 0,3 μm y 0,5 μm, el tamaño de los poros de un filtro de membrana estéril suele ser de 0,2 μm, lo que lo hace adecuado para eliminar microorganismos contaminantes. Los materiales de membrana como la polisulfona (PS/PSF), la polietersulfona (PES), el fluoruro de polivinilideno (PVDF), el politetrafluoroetileno (PTFE) y el nailon se utilizan habitualmente. Las propiedades de la membrana varían en función de sus características del material junto con su distribución de los poros. Por lo tanto, es importante seleccionar el tipo de membrana que sea adecuada para sus condiciones de uso.

Las membranas de polisulfona (PSF) y polietersulfona (PES) comparten características similares: tienen resistencia a soluciones ácidas y alcalinas de bajo desprendimiento. También se sabe que tienen estabilidad térmica y una baja unión a proteínas. Se utilizan comúnmente en diversos campos industriales, como alimentos y bebidas, semiconductores y productos farmacéuticos.

Las membranas de politetrafluoroetileno (PTFE) son compatibles con una amplia gama de productos químicos con alta resistencia térmica. Con su resistencia a las soluciones químicas, las membranas de PTFE hidrofílico se aplican a fluidos de filtro como disolventes orgánicos y disolventes agresivos, mientras que las membranas de PTFE hidrofóbico se utilizan principalmente para filtrar gases. 

Las membranas de nailon tienen resistencia a una amplia gama de disolventes orgánicos, junto con sus características de hidrofilicidad, flexibilidad y baja tasa de elución. 

Las membranas de fluoruro de polivinilideno (PVDF) ofrecen durabilidad y resistencia en soluciones químicas amplias de bajo desprendimiento. Con su característica de baja unión a proteínas y características hidrófilas, los filtros de PVDF se utilizan comúnmente como filtros finales para la reducción de la biocarga en aplicaciones farmacéuticas. 

Las membranas de polipropileno (PP) son conocidas por su compatibilidad con soluciones alcalinas y por su resistencia térmica. Los filtros de PP se utilizan habitualmente para la clarificación o prefiltración general, con el fin de capturar partículas para reducir la carga de la filtración final que le sigue. 

Fujifilm tiene una larga experiencia en la fabricación de membranas de polisulfona, ofreciendo una amplia gama de filtros de cartucho adecuados para cada aplicación.

Los filtros Fujifilm vienen en varios tamaños y diferentes tapas de cierre que se adaptan a la carcasa correspondiente. Fujifilm tiene su propio código de tapa de cierre, explicado en el siguiente gráfico. 

• *1 Tamaño de junta tórica: SAE AS568 (estándar de EE. UU.) 
• *2 DOE：Extremo abierto doble・・・Filtro con juntas planas selladas en ambos extremos abiertos.
• *3 SOE：Extremo abierto único

Para obtener más información sobre su función y sus especificaciones, consulte el catálogo de productos.

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