Estudio y diseño de una planta de producción de membranas cerámicas de coste reducido

Abstract

La filtración por membrana implica la separación parcial de un flujo que contiene una mezcla de dos o más componentes mediante el uso de una barrera semipermeable (la membrana) a través de la cual algunos de esos componentes tienen más facilidad para atravesar. El proceso básico de separación comprende un flujo de alimentación separado en retenido (la parte del flujo que no atraviesa la membrana) y el permeado (si atraviesa). Aunque en la mayoría de las aplicaciones el flujo de alimentación, retenido y permeado son líquidos o gases, también se puede dar el caso de que sean sólidos. Los procesos más usuales son los de ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración y microfiltración. Estos procesos están conducidos por diferencias de presión y serán los que se describan con mayor detenimiento en el presente proyecto. Este tipo de procesos se han convertido en una de las nuevas tecnologías que experimentan un mayor crecimiento en las últimas décadas. Sus características los hacen adecuados para distintas aplicaciones comerciales en diversos campos, como el médico (tratamiento de plasma), clarificación y desalinización de agua, separación de gas, separación de mezclas azeotrópicas mediante pervaporación, etc. Muchas otras aplicaciones están en diferentes fases de desarrollo, como la bioseparación y la separación de hidrocarburos. El interés en la fabricación de este tipo de membranas radica en sus ventajas frente al resto de opciones en el mercado, como son una elevada resistencia química, un bajo coste de mantenimiento y mayor vida útil. El inconveniente principal que presentan es su elevado coste de fabricación, el cual se podría abaratar aplicando la tecnología desarrollada en el proyecto LCCM (Cusidó, 2003). Actualmente, las membranas cerámicas se emplean en limitadas aplicaciones de alto valor añadido (producción de vinos, zumos, etc.), debido a su elevado coste. El objeto del proyecto es diseñar una planta industrial que permita la fabricación de dichas membranas a un coste más asequible. Se confía en que de esta forma se podrá extender el campo de aplicación de las membranas cerámicas al tratamiento de otros fluidos de menor valor añadido, como es el caso de las aguas residuales. El proyecto describe los diferentes materiales que se utilizan como base en la fabricación de membranas cerámicas, así como su procesado, junto con la maquinaria implicada y su distribución en la planta. También se elabora un estudio de mercado del producto y se analiza el impacto ambiental asociado a su fabricación.