OSMOSIS NATURAL Y OSMOSIS DIRECTA

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OSMOSIS NATURAL Y OSMOSIS DIRECTA

Alumno: Camila Delgado.

Profesor: Gonzalo Sepúlveda.

Fecha: 09.10.2017

RESUMEN

La descomposición de los alimentos es uno de los principales problemas que afectan a la industria alimentaria, provocando millonarias pérdidas año a año, es por esto que se han desarrollado diversos métodos para la conservación de estos, desde físicos como la congelación, hasta químicos como la inmensa gama de conservantes tanto naturales como artificiales. El problema está en que muchos de estos procesos afectan al alimento e incluso lo vuelven peligroso para el consumo, es por esto que procedimientos como la osmosis, aplicada en la deshidratación de alimentos es una excelente vía para la conservación de frutas y carne pues es segura, mantiene el sabor y aromas e incluso los puede intensificar.

Otro caso muy importante que se debe tener en cuenta es que con el crecimiento de la población mundial la demanda de agua dulce a aumentado, si sumamos a esto el crecimiento industrial, el tratamiento de aguas y efluentes se ha transformado en algo importantísimo para el desarrollo de esta sociedad. Es por esta razón que se ha declarado al agua como un recurso escaso, y se han adoptado distintas técnicas de tratamiento de efluentes y aguas, y una de estas alternativas es la osmosis inversa la cual ha tenido un desarrollo masivo en la desalación de aguas salobres.

En el presente trabajo usted encontrara una breve descripción de los diversos procedimientos implicados en la deshidratación osmótica tanto de frutas como de productos cárneos, además de una interesante información sobre la aplicación de la osmosis en la producción de energía eléctrica.

INTRODUCCIÓN

La osmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Tal comportamiento supone una difusión simple a través de la membrana, sin gasto de energía, también la ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos.

Se puede decir que se está haciendo lo contrario de la osmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja concentración.

Actualmente la aplicación de la osmosis inversa tiene múltiples beneficios en nuestro diario vivir, así como también representa una alternativa energética sustentable para el futuro y una mejor alternativa para nuestro déficit de agua para consumo humano.

OSMOSIS INVERSA

La osmosis es el fenómeno natural del paso del agua a través de una membrana semipermeable desde una zona de menor concentración de solutos a otra más concentrada, debido a la diferencia de potencial químico entre ambas fases líquidas. Esto provocará una presión diferencial a través de la membrana conocida como diferencia de presión osmótica, Si se aplica una presión superior a tal, se produce una inversión del fenómeno natural. Bajo tales condiciones, el agua fluye de la solución concentrada a la solución diluida. Tal proceso se denomina osmosis inversa o hiperfiltración. Se puede apreciar en la imagen n°1.

La ósmosis inversa separa un soluto de una solución, obligando al disolvente a fluir a través de una membrana mediante la aplicación de una presión superior que la presión osmótica normal.

En la ósmosis inversa las moléculas de soluto son de un tamaño similar al de las moléculas de disolvente. En esos procesos de separación basados en diferencias de presión a través de una membrana combinan la adaptabilidad con la simplicidad técnica. Este proceso puede funcionar a temperatura ambiente sin cambio de fases.

En osmosis inversa el agua (solvente) permea preferentemente a través de la membrana. Esto ocasiona un aumento creciente en la concentración de solutos y en la presión osmótica de la solución por el lado del concentrado, frenando el proceso (cuando la presión aplicada sea igual a la presión osmótica aparente entre las dos soluciones). Los solutos pueden ser de naturaleza orgánica (azucares, péptidos, etc.) o inorgánica (cloruro de sodio, carbonato de calcio, etc.) con dimensiones entre 1 y 50  Å.

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Figura 1: Comparación entre Osmosis Natural(a) y Osmosis Inversa (b)

Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten en un tubo de presión conteniendo la membrana, aunque normalmente se utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión, y, además, es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir el proceso.

Parámetros y Componentes

Componentes típicos de un sistema de Osmosis Inversa:

• Tubo a presión
• Bomba suministra el fluido
• Válvula reguladora presión
• Membrana Semipermeable

Dentro de todos los componentes el más importante es la membrana, por esta razón se describirá a fondo en este capítulo.

Membrana Semipermeable

Una membrana semipermeable es una barrera delgada que, mediante la actuación de una fuerza, impide o permite el paso de substancias entre los dos medios que separa.

La barrera impide el flujo hidrodinámico, por lo que el transporte a través de la membrana es por adsorción y difusión. La propiedad de la membrana que afecta a la velocidad de transporte es su permeabilidad. Una membrana es semipermeable si, en condiciones idénticas, transporta diferentes especies moleculares con velocidades distintas.

El interés de las técnicas de membrana frente a otras técnicas de reciclaje es múltiple:

• Suelen operar a temperatura ambiente
• La separación se realiza sin cambio de fase.
• La separación se realiza sin acumulación de productos a separar en la membrana, extremo éste que permite funcionamiento del sistema en continuo

La osmosis inversa es una técnica de separación que utiliza membranas semipermeables a escala molecular, bajo el efecto de una presión. Con esta técnica pueden ser retenidos desde iones hasta moléculas orgánicas de 100 – 200 g/mol.

Los módulos se diseñan de modo que la velocidad de circulación de la disolución de alimentación genere un régimen turbulento, con ello se consigue minimizar la deposición de material sobre la membrana, obviándose, al menos en parte, los fenómenos de polarización sobre esta. Además los criterios hidrodinámicos, existen otros aspectos importantes que deben de ser tenidos en cuenta en el momento de realizar el diseño de los módulos, algunos de ellos son:

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