BATIDOS DE PROTEÍNA (Esencial)

Evaluación de bebidas elaboradas a base de concentrado proteico del suero



MÉTODOS PARA SEPARACIÓN DE FASES EN FLUIDOS



El suero de leche contiene cantidades muy bajas de sólidos totales, menos de 6% señala Andrade (1999), lo cual es insuficiente para elaborar cualquier producto con un valor nutritivo aceptable. Dentro de los sólidos totales en el suero el componente a aprovechar es la proteína, para lo cual es necesario concentrarla ya que el suero contiene menos del 1% de proteína (Harper, 1991).



Para concentrar la proteína del suero se han aplicado varias técnicas que difieren básicamente en el tamaño de los poros de la membrana utilizada (Cuadro 1).





Cuadro 1 . Procesos desarrollados para la concentración de proteínas.

PROCESO PARA CONCENTRAR LA PROTEÍNA

1. Ósmosis reversa:

PESO MOLECULAR RETENIDO

<100

COMPONENTES RETENIDOS

Todos excepto el agua.


PROCESO PARA CONCENTRAR LA PROTEÍNA

2. Nanofiltración:

PESO MOLECULAR RETENIDO

<100 - 1,000

COMPONENTES RETENIDOS

Todos excepto el agua y algunos iones.


PROCESO PARA CONCENTRAR LA PROTEÍNA

3. Ultrafiltración:

PESO MOLECULAR RETENIDO

<1,000 - 100,000

COMPONENTES RETENIDOS

Proteínas, lípidos, bacterias.


PROCESO PARA CONCENTRAR LA PROTEÍNA

4. Microfiltración:

PESO MOLECULAR RETENIDO

<100,000 – 500,000

COMPONENTES RETENIDOS

Lípidos, bacterias, proteínas de peso molecular alto.


Tomado de Harper (1991).





“La ósmosis reversa utiliza membranas muy estrechas y altas presiones de operación para separar el agua de todos los demás componentes del suero” (Harper, 1991). El mismo autor señala que este método es generalmente utilizado para concentrar el suero a una relación de 2:1.



Harper (1991) menciona que la nanofiltración depende de membranas que repelen selectivamente ciertos iones, basándose en la carga que éstos posean. El mismo autor señala que el concentrado producido es casi totalmente desmineralizado, sin embargo las membranas para este proceso son complejas e incluyen una película ultra fina formada por condensación en los microporos de polisulfona, lo que las hacen muy costosas.



La microfiltración (Harper, 1991), separa los microorganismos y lípidos produciendo así un concentrado con 50% de proteína y 0.11% de grasa. Sin embargo, el autor menciona que este método requiere de un descremado preliminar y una UF posterior a la microfiltración, además es un proceso que está todavía en desarrollo.




ULTRAFILTRACIÓN



Señala Harper (1991) que la UF se estableció desde 1981 como el proceso principal para la concentración de suero, además menciona los siguientes factores que hacen de la UF el proceso preferido:

· Desarrollo de membranas robustas, sintéticas, de fácil limpieza y con propiedades uniformes.

· Desarrollo de equipo que permite operación continua.

· Bajos costos de operación.

· Requiere menos presión que la ósmosis reversa.

· Bajos costos de producción para los productos.

· Combinada con diafiltración permite alcanzar mayores concentraciones de proteína.



A pesar de las múltiples ventajas de la UF, Harper (1991) apunta las siguientes desventajas de este proceso:

· Posible descomposición microbiana de la membrana.

· Vida útil de la membrana afecta enormemente el costo.

· Permeabilidad decrece con el tiempo.

· Agentes limpiadores deben ser libres de hierro y sílica.



Conforme a Harper (1991), la UF es un proceso físico-químico de separación en el cual una solución presurizada fluye sobre una membrana porosa. El autor apunta que el agua y solutos de bajo peso molecular pasan, influenciados por la presión, a través de la membrana a formar el ultrafiltrado; mientras que las proteínas son retenidas por la membrana y se van concentrando junto con glóbulos grasos, bacterias y suspensiones de sólidos para formar el concentrado.



El ultrafiltrado es la solución pasante de la membrana, rica en vitaminas y minerales. El concentrado es rico en proteínas, que no atraviesan la membrana. Hung y Zayas (1992) indican que estas proteínas están compuestas por lo menos de cinco elementos: a-lactoalbumina, b-lactoglobulina, seroalbumina bovina, inmunoglobulina y péptidos proteicos; los tres primeros componen el 80-90% del total de proteína. Morr et al. (1985) reportan que este complejo proteico contiene 6.6% de cenizas y 0.11% de lípidos.


Sistema de Ultrafiltración en Zamorano.



Debido al alto contenido bacterial del concentrado, Morr (1987) sostiene que un tratamiento de pasteurización, a alta temperatura por corto tiempo, es necesario para mantener una calidad microbiológica aceptable y una vida útil relativamente prolongada de esta materia prima. Kim et al. (1989) manifiestan que un precalentamiento previo a la UF puede mejorar el desempeño del proceso haciéndolo más rápido. Sin embargo, señalan que hay una reducción del 10% en la cantidad de proteína concentrada y del 40% de fósforo, un aumento en pH de 6.4 a 6.9 y una reducción de la turbidez del concentrado de más de 2.0 a 0.05 por la remoción de coloides.
 
APLICACIONES DE LA MICROFILTRACIÓN EN LA INDUSTRIA LÁCTEA
Se siguen investigando aplicaciones, como la separación de células somáticas a partir de leche cruda entera, el fraccionamiento de proteínas de suero y la separación de grasa de leche.


LECHE FLUIDA

La leche cruda contiene partículas en suspensión con rangos de distribución
por tamaño relativamente bien definidos que, en orden decreciente, están representados por células somáticas (15-6 µm), glóbulos grasos (15-0,2 µm), bacterias (6-0,2 µm) y micelas de caseína (0,3-0,03 µm) .

Su flora microbiana está integrada por numerosos géneros y especies, pudiendo incluir bacterias patógenas (Listeria, Brucella, Mycobacterium, Salmonella), constituyendo una contaminación que puede tener diversas fuentes (ubre, máquinas ordeñadoras, medio ambiente, tanques de almacenamiento, equipos de transporte, etc).
La distribución por tamaño de las bacterias resulta muy similar a la de los glóbulos grasos, por lo que para una efectiva eliminación de microorganismos mediante MF se requieren membranas de tamaño de poro muy pequeño, con las cuales quedaría conjuntamente retenida la fracción mayoritaria de grasa. Esto representa una limitación para el proceso, haciéndolo aplicable solamente a leche descremada (Jost y Jelen, 1997; Kelly y Touhy, 1997).

Por otro lado, puede observarse que en el rango comprendido entre 0,2 y 2 µm, una pequeña fracción de las micelas de caseína posee un diámetro igual al de las bacterias, hecho que plantea la necesidad de adoptar una solución de compromiso en el momento de elegir la membrana de MF.

Se deberá optar por aquella que minimice tanto la carga microbiana como la pérdida de sólidos, maximizando así la eficiencia del proceso, siendo por esta razón, 1,4 µm un diámetro de poro muy conveniente. Consecuentemente, un porcentaje minoritario de microorganismos estará presente en el producto microfiltrado (permeado), con lo que se hace indispensable someterlo a un posterior tratamiento térmico que asegure la ausencia de patógenos en el producto final.
Esto se suma al hecho de que la legislación argentina no permite llevar a cabo ningún proceso lácteo sin una pasteurización HTST o equivalente (Birollo, 1999; Binetti y col., 2000).

Algunos estudios (Trouvé y col., 1991, Madec y col., 1992; Saboya y Maubois, 2000) realizados en Suiza y Francia, permitieron la obtención de leche fluida microfiltrada para consumo, haciendo uso de un equipo llamado Bactocatch (Tetra Laval Co.).
Actualmente, en estos países la leche descremada es tratada a 50°C, haciéndola
circular por una membrana Sterilox (tamaño de poro de 1,4 µm) a una velocidad de 7,2 m/seg, con un valor de PTU cercano a 0,5 bar y un flux en el orden de los 500 l/hm2 durante 10 h. A partir de una leche descremada con un contenido de 2.104 UFC/ml, la reducción observada luego del tratamiento resultó de aproximadamente 3,5 órdenes log, obteniéndose un producto microfiltrado con menos de 10 UFC/ml.
En el caso de bacterias esporuladas (que suelen sobrevivir a los tratamientos de pasteurización), la retención por la MF resulta más eficiente debido a su mayor tamaño celular, reduciéndose su carga inicial en más de 4,5 órdenes log (Trouvé y col., 1991).
De acuerdo a trabajos realizados por Madec y col.(1992), para Listeria monocytogenes, Brucella abortus, Salmonella typhimurium y Mycobacterium tuberculosis se observaron reducciones de 3,4, 4, 3,5 y 3,7 órdenes log en sus concentraciones, respectivamente. De este modo, teniendo en cuenta los niveles de contaminación usualmente encontrados en leche cruda para estos microorganismos patógenos, se aseguraría en el producto final una carga inferior a 1 UFC/l.

Asimismo, las células somáticas son totalmente eliminadas mediante la MF y, en consecuencia, la leche obtenida no estará expuesta a la acción perjudicial de sus
enzimas, que suelen soportar los tratamientos convencionales de pasteurización (Saboya y Maubois, 2000).

Comercialmente, se disponen de distintos tipos de leche MF. En el mercado francés existe una leche MF no pasteurizada, por lo cual es considerada como leche
cruda, con una vida útil de 15 días a 4-6°C. En otros países europeos y en Canadá, el producto obtenido por MF es sometido a un tratamiento térmico HTST (72°C -
15seg) antes del envasado aséptico, con lo cual su vida útil se extiende hasta 35 días. En general, estas leches MF tienen amplia aceptación por parte de los consumidores debido a sus agradables caracteres organolépticos (ausencia de sabor a cocido) y a la posibilidad de almacenarlas por un período más prolongado que las leches solamente pasteurizadas (Eino, 1997).

En la Argentina, para el desarrollo de un producto de similares características, se operó en condiciones muy parecidas a las descriptas, pero haciendo uso de
una membrana multicanal bicapa de óxido de aluminio (Membralox) de 1,4 µm de diámetro de poro.

En cuanto a la carga microbiana, pudo observase que la leche procesada de esta forma experimenta, en promedio,una reducción de 5 órdenes log en el recuento
total, 4 en el de bacterias psicrotrofas y 2 en el de bacterias coliformes. La pasteurización posterior no reveló una reducción adicional significativa en el contenido microbiano. El estudio de conservabilidad de esta leche demostró que su vida útil puede extenderse a un período mínimo de 28 días en condiciones adecuadas de almacenamiento (4-6°C) (Binetti y col., 2000).


LECHE PARA QUESERÍA

La aplicación de la MF a la leche destinada a la elaboración de quesos tiene como objeto la obtención de un producto con caracteres organolépticos similares a los elaborados a partir de leche cruda, pero asegurando una constancia en las características del producto final y preservando la salud del consumidor.
El uso de leche tratada por MF con la misma tecnología descripta para la obtención de leche fluida proporciona a la industria quesera un completo control sobre la materia prima. Consecuentemente, es de esperar que en los quesos elaborados con leche microfiltrada se vea minimizado el riesgo sanitario, en comparación
con aquellos obtenidos a partir de leche pasteurizada.

Además, las membranas de MF eliminan una alta proporción de bacterias formadoras de esporos, como Clostridium tyrobutyricum. En consecuencia, la adició
de nitratos para evitar la hinchazón tardía de los quesos duros o semiduros (que todavía se realiza en algunos países, como Nueva Zelanda), podría suprimirse
beneficiando así la salud del consumidor (Trouvé y col., 1991).

Por otro lado, el uso de leche microfiltrada permite determinar y caracterizar el rol exacto que juega cada especie microbiana durante la maduración de los quesos
(bacterias lácticas integrantes o no del starter, propionibacterias, hongos y levaduras de la superficie), eliminando la influencia de la actividad enzimática de las células muertas, que resulta inevitable en el caso de leches tratadas térmicamente.

PURIFICACIÓN DE SALMUERAS

En la industria quesera se requiere de la sanitización eficiente de la salmuera para prevenir la post-contaminación de los quesos durante la etapa de salado.

Se sabe que la salmuera suele contener microorganismos indeseables como lactobacilos productores de gas, bacterias patógenas (Staphylococcus, Listeria, etc), levaduras y hongos. La calidad de la salmuera y, consecuentemente,
del queso, dependerá no sólo de su carga microbiana, sino también de un equilibrio entre el contenido de NaCl (18-26%), las sales de Ca solubles y precipitadas, la lactosa, el ácido láctico y las proteínas de suero solubles y desnaturalizadas (Pedersen, 1992).

Las metodologías tradicionalmente empleadas para el tratamiento de las salmueras son el calentamiento y la filtración Kieselguhr. En la actualidad, ambas tienden a ser reemplazadas debido a razones económicas y de salubridad.
Particularmente, el uso de la MF para la purificación de salmueras se lleva a cabo en equipos PTU con membranas de 1,4 ó 0,8 ìm, reteniendo completamente levaduras y hongos, así como el 99,9 % de las bacterias contaminantes y una fracción minoritaria de sales de calcio y de materia nitrogenada. De este modo, su aplicación en procesos de rutina será posible si el costo de las membranas cerámicas de MF disminuye, como es de esperarse.

SEPARACIÓN SELECTIVA DE CASEÍNA MICELAR

Cuando la leche se hace circular por una membrana de MF con un diámetro de poro de 0,1-0,2 µm, se obtiene un microfiltrado con una composición similar
a la de un suero dulce. Este microfiltrado es cristalino y puede ser considerado estéril y libre de partículas virales.

El retenido de MF es una solución enriquecida en caseína micelar nativa. Esta caseína deshidratada puede usarse para fortificar leche de quesería o para la purificación de las distintas fracciones de caseína. La obtención de caseínas individuales a partir de la MF de leche reemplaza exitosamente el procedimiento tradicional, que requiere su insolubilización en condiciones ácidas (Fauquant y col., 1988).

Exceptuando el tamaño de poro de la membrana de MF, los detalles técnicos de este proceso son los mismos que los usados para el caso de remoción de bacterias
en leche.

FRACCIONAMIENTO SELECTIVO DE LOS GLÓBULOS GRASOS

La separación por tamaño de los glóbulos grasos es una metodología para la que recientemente se ha propuestoel uso de membranas especiales de cerámica,que minimizan el daño producido sobre la membrana de los mismos. Se ha comprobado que la leche con glóbulosgrasos de un díametro menor a 2 µm contribuye a suavizar la textura y palatibilidad de ciertos productoslácteos (crema, leche fluida, quesos, etc.) cuando se los compara con aquellos elaborados a partir de leche estándar o leche que contiene glóbulos grasos de mayor tamaño.
Las características observadas se atribuyen a la capacidad de los componentes de la membrana lipídica para unirse al agua y a la diferencia en la composición de triglicéridos (Saboya y Maubois, 2000).

REMOCIÓN DE GRASA DE SUERO

Algunos estudios previos (Maubois y Olliver, 1997; Maubois y col, 1987) se destinaron a optimizar la re- moción total por MF de la grasa residual en el suero.

Este procedimiento comprende una preconcentración del suero por UF, la remoción de microorganismos por MF (membrana de 0,8 µm de diámetro de poro) y la separación del complejo fosfolipídico de calcio agregado por MF (membrana de 0,1 µm). El suero desgrasado así obtenido es posteriormente concentrado por UF hasta
un contenido proteico del 10%. Este producto adquiere propiedades espumantes similares a las de la clara de huevo.

LA MF Y LAS FERMENTACIONES MICROBIANAS

Las tecnologías de membrana y, particularmente, la MF pueden ser incorporadas ventajosamente en cualquier etapa de un proceso de fermentación microbiana,
tanto en operaciones discontinuas, para separar biomasa de los metabolitos producidos, como en procesos de fermentación continuos. Por ejemplo, se pueden
incorporar asépticamente compuestos termolábiles estériles (vitaminas, sales, etc) mediante un equipo de MF con una membrana de 0,1 µm conectado al fermentador.

Por otro lado, mediante el uso de membranas cerámicas de 1,4 µm, se pueden recuperar las células provenientes del starter, aumentando la concentración
de biomasa hasta 1012-1013 UFC/ml (Kulozik, 1992).

Ana G. Binetti, Nanci B. Bailo y Jorge A. Reinheimer
Programa de Lactología Industrial - Facultad de Ingeniería Química
Universidad Nacional del Litoral - Santa Fe - Argentina
E-mail: jorreinh@fiqus.unl.edu.ar
|| Fuente: Facultad de Ingeniería Química – UNL
 
Microfiltración y seguridad alimentaria

En el campo de la seguridad alimentaria, y en cuanto a la contaminación química se refiere, el uso de filtros específicos podría retener sustancias tóxicas que se encuentran en los alimentos, como micotoxinas, algunos residuos de medicamentos o de pesticidas. Su aplicación es especialmente recomendable en los casos en los que no se puede garantizar la inocuidad de la alimentación o del manejo de los animales o de las explotaciones agrícolas.

El apartado de microorganismos patógenos requiere de algunas matizaciones. Si bien la técnica permite reducir la carga microbiana total, es difícil eliminar de forma específica los microorganismos patógenos. Esto complica un poco el panorama, especialmente si se sustituyen los tratamientos térmicos con la filtración. El calor mata los microorganismos, pero de forma selectiva elimina patógenos puesto que su termo-resistencia es mayor. En la filtración, la retención dependerá especialmente del número de bacterias, lo que implica que los estudios en este campo deben centrarse en este tipo de microorganismos para garantizar, al menos, la misma seguridad actual.
 
FILTRACIÓN CON MEMBRANAS
filtración con membranas

Para determinados casos una filtración con membranas puede suponer la mejor alternativa de tratamiento. Membranas de nanofiltración, microfiltración o ultrafiltración pueden separar infinidad de contaminantes de un efluente acuoso.

La filtración convencional (lenta y rápida) usa material particulado, mientras que la filtración por membranas emplea membranas especiales. La diferencia entre las categorías reside en el tamaño de los poros de la membrana filtrante. En tal sentido, la propiedad desinfectante de estas membranas depende de la capacidad que tengan para retener los microorganismos patógenos debido a que las dimensiones de estos son superiores al tamaño de los poros.

Las membranas para tratamiento de agua, pueden trabajar en continuo, ahorran energía, son fácilmente escalables y combinables con otros procesos. Entre las ventajas del uso de membranas en el tratamiento de agua potable se encuentran: el efecto de barrera absoluta contra los microorganismos, menor requerimiento de cloro para la desinfección secundaria y menor tamaño de la planta. Cada tipo de membrana también tiene sus ventajas específicas.

Existe una gran diversidad industrial en cuanto a sus aplicaciones:

Tratamiento de aguas industriales

* Tratamiento de emulsiones de aceite en agua. Recuperación de aceites lubricantes (UF)

* Eliminación de sólidos y coloides en aguas de entrada a industrias (MF, UF)

* Eliminación de metales en aguas residuales (UF)

* Obtención de agua ultrapura en la industria de semiconductores (UF)

* Recuperación de pinturas, pigmentos y colorantes (UF)

* Recuperación de disolventes de extracción de aceites (UF)

* Concentración de látex, pectina y agar (UF)

* Tratamiento de efluentes de la industria papelera (UF)

Industria alimentaria

* Industria láctea:

* Desnatado de leche y suero (MF)

* Tratamiento de lactosueros para obtención de concentrados proteicos (UF)

* Fraccionamiento de proteínas solubles (MF, UF)

* Tratamiento de aguas residuales (UF)

* Ovoproductos:

* Concentración y separación de clara y yema de huevo antes de secado por pulverización (UF)

* Procesos enzimáticos :

* Separación y concentración de enzimas para fabricación de jarabes (MF, UF)

* Recuperación de proteínas en la producción de alcohol a partir de maíz (UF)

* Reciclado de aguas de lavado (UF)

planta desaladora

* Idustrias cárnicas y de pescado:

* Recuperación de proteínas sanguíneas, huesos molidos y aguas de lavado (UF)

* Concentración de gelatina: eliminación de proteínas y sales (UF)

* Recuperación de proteínas de pescado en aguas de lavado (UF)

* Tratamientos de aguas residuales para recirculación (UF)

* Elaboración de zumos y jugos:

• Clarificación y esterilización de zumos de frutas (MF)

• Recuperación de posos de barricas (MF, UF)

• Aumento del contenido en azúcar en la elaboración de cerveza (MF)

* Industria farmacéutica y bioquímica:

• Extracción purificación y concentración de antibióticos, vitaminas, enzimas, aminoácidos y ácidos orgánicos (MF, UF)

• Esterilización de caldos de cultivo (MF)

• Fermentación en continuo (UF)
 
ÓSMOSIS INVERSA

La tecnología de ósmosis inversa se basa en la aplicación de una presión sobre una disolución concentrada para forzar el paso de la misma a través de unas membranas semipermeables. Con ello, vamos a provocar la retención de la mayor parte de las sales disueltas obteniendo un agua con una concentración salina muy inferior a la disolución de partida.



Equipo de ósmosis

ósmosis inversa



Con el uso de la ósmosis inversa es posible realizar tanto separaciones como procesos de concentración. Hidritec trabaja con unos equipos de ósmosis inversa capaces de separar un alto porcentaje de las sales disueltas. Muy útil para adecuación de efluentes de todo tipo, desalinización de aguas, separación de elementos extraños, metales pesados, eliminación de compuestos orgánicos, etc...



Mediante los equipos de ósmosis inversa es posible desalinizar el agua de aporte y reducir los valores de conductividad a unos parámetros adecuados. El sistema de control de los equipos permiten alcanzar los valores correctos de conductividad para disponer de un caudal de agua con la calidad requerida.

Hidritec desarrolla aplicaciones para equipos de ósmosis inversa, entre otros, en los siguientes campos:

Industria alimentaria

* Industria del pescado: Tratamiento de aguas residuales, recuperación de proteínas, procesado de productos bioquímicos.

* Concentración de zumos de frutas: zumos de manzana, tomate, naranja, recuperación de aceites esenciales procedentes del tratamiento de cítricos.

* Industria vinícola: aumento del contenido en alcohol, evitando la adición de azúcar. Adecuación de agua potable con bajo contenido en sodio y sales minerales.

* Industria del café: tratamientos de aguas residuales con fines anticontaminantes.

* Industria cervecera: eliminación de alcohol en cervezas de bajo contenido alcohólico o sin alcohol.

* Industria del chocolate: tratamiento de aguas residuales procedentes del envasado de jarabe de chocolate.

* Industria del caramelo: tratamiento del agua residual procedente de la lubricación de las cuchillas para el corte del producto.

Tratamiento de aguas industriales

* Industria láctea: Concentración de lactosueros.

* Industria papelera: tratamiento de agua residual y recuperación de sustancias orgánicas e inorgánicas valiosas, concentración de contaminantes para disminuir costes de operación, recuperación de agua de proceso.

* Tratamientos metálicos superficiales: tratamiento de aguas residuales aceitosas, procesos de galvanoplastia, electrodeposición.

* Industria textil: concentración de tintes y recuperación de agua de proceso.

* Industria microelectrónica: producción de agua ultrapura.

* Producción de abonos nitrogenados: recuperación de nitrato amónico.
 
Osmosis inversa, Nano, Ultra y Micro filtración


La filtración por membrana puede ser utilizada en separaciones líquidas variadas.

Osmosis inversa

La ósmosis inversa es una técnica altamente eficaz para tratamientos de deshidratación, concentración/separación de sustancias de bajo peso molecular en solución, o tratamiento de desechos. Posee la habilidad de concentrar sólidos disueltos o en suspensión. El permeado contiene una muy baja concentración de sólidos disueltos. La ósmosis inversa es típicamente utilizada para la desalinización de agua de mar.

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Más sobre ósmosis reversa

Para describir el proceso de ósmosis inversa, es necesario primero explicar el fenómeno de ósmosis. La ósmosis puede ser descripta como el movimiento físico de un solvente a través de una membrana semipermeable, basado en una diferencia de potencial químico entre dos souciones separadas por dicha membrana.

El ejemplo siguente sirve para demostrar y clarificar este punto. Un recipiente de agua como el que se muestra en la figura 1 es dividido por el centro por una membrana semi-permeable. La línea punteada representa la membrana. Definimos esta membrana semi-permeable incapaz de difundir otras sustancias que no sean el solvente, en este caso moléculas de agua.

Ahora agregamos sal de mesa (NaCl) a la solución de un lado de la membrana (Figura 2). La solución salina posee mayor potencial químico que el agua del otro lado de la membrana, por lo cual comienza a difundir agua a traves de la membrana desde el lado con solución acuosa hacia el lado de la solución salina, de manera tal de equilibrar la diferencia en potencial químico. Este movimiento de solvente se denomina ósmosis. La presión generada por la transferencia de masa se denomina presión osmótica.


La difusión de agua continúa hasta que uno de dos límites entra en juego. Un límite se alcanzaría si las soluciones se equilibran, al menos hasta el punto en el cual la diferencia de potencial químico restante es superada por la resistencia o pérdida de presión de difusión por la membrana. Otro límite se impondrá si la columna creciente de solución salina ejerce suficiente presión hidrostática como para frenar la difusión. Por observación, podemos medir la presión osmótica de una solución notando el punto en el cual la presión hidrostática impide una mayor difusión.

fig 1
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fig 2
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fig 3
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Ejerciendo una presión hidrostática mayor que la suma de la diferencia de presiones osmóticas y la pérdida de presión a través de la membrana, podemos hacer que el agua difunda en dirección opuesta (Figura 3), hacia la solución más concentrada. Esto se denomina ósmosis inversa. Mientras mayor sea la presión aplicada, más rápida será la difusión. Utilizando ósmosis inversa somos capaces de concentrar varios solutos disueltos en una solución.

Nanofiltración

La nano-filtración se selecciona cuando ósmosis inversa o ultrafiltración no son opciones correctas para una separación. La nanofiltración puede utilizarse en aplicaciones tales como demineralizado, remoción de color, y desalinización. En concentraciones de solutos orgánicos, sólidos en suspensión, e iones polivalentes, el permeado contiene iones monovalentes y soluciones orgánicas de sustancias de bajo peso molecular, como alcohol.

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Ultrafiltración

La ultrafiltración es un proceso de fraccionamiento selectivo utilizando presiones de hasta 145 psi (10 bar). La ultrafiltración se utiliza ampliamente en el fraccionamiento de leche y suero, y en fraccionamiento protéico. Concentra sólidos en suspensión y solutos de peso molecular mayor a 1000. El permeado contiene solutos orgánicos de bajo peso molecular y sales.

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Microfiltración

La microfiltración es un proceso de flujo de baja presión a través de membrana para la separación de coloides y partículas suspendidas en el rango de 0.05 - 10 micrones. La microfiltración se utiliza para fermentaciones, clarificación de caldo y clarificación y recuperación de biomasa

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Que info mas completa, muy interesante!!!
Buen aporte definy!!!__genial__

PD: Están cojonudas las animaciones, queda todo mas claro.
 
Última edición:
Tipos de membrana



Tecnología de punta para una solución completa


Membrana en espiral

A causa de su diseño compacto y su magnitud de área de membrana por elemento, los espirales se utilizan típicamente para aplicaciones de alto flujo con cantidades mínimas de sólidos es suspensión. Su ventaja reside en su bajo material y costo operativo.

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Membrana cerámica

Ideal para productos de valor agregado o productos sanitarios, al igual que para aplicaciones que requieran separaciones selectivas de fluidos conteniendo componentes agresivos como ser solventes.

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Membrana de acero inoxidable

Diseño rugoso, especialmente efectivo para aplicaciones que demanden condiciones de procesamiento extremas o productos con elevadas partículas sólidas y/o alta viscocidad.

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Membrana tubular

Altamente resistentes a taponarse al procesar corrientes con grandes cantidades de sólidos en suspensión o componentes fibrosos.

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Membrana de fibra hueca
Con densidad extremadamente alta de empaquetamiento y diseño de canales abiertos; ofrece la posibilidad de limpieza a contracorriente desde el permeado. Particularmente adecuada para flujos líquidos con bajos sólidos.

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Plate and frame

Diseño de canales abierto permite utilizarla para productos de alta viscosidad, adecuada para aplicaciones alimenticias y farmacéuticas altas en sólidos.

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Filtración por flujo a través de membrana, con ósmosis inversa y nano-, ultra-, y micro-filtración como tecnologías principales.
 
Unidades de Pruebas en Planta Piloto

Modelo M

El Modelo M de la planta piloto es una planta de pruebas a escala de laboratorio diseñado para probar la factibilidad de las aplicaciones de la filtración por membranas de flujo cruzado en los rangos de Microfiltración (MF), Ultrafiltración (UF), Nanofiltración (NF). La unidad se puede configurar para que evalúe diversos formatos de membrana incluyendo la espirales, cerámica, acero inoxidable y fibra hueca. El diseño modular permite que el Modelo M se construya con soluciones de diseño totalmente a la medida incluyendo materiales y terminados de construcción, configuraciones y parámetros de operación, protocolos sanitarios/esterilización y nivel de instrumentación/automatización.

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Las características singulares del Modelo M incluyen:

Diseño sencillo y modular para realizar pruebas de factibilidad más eficientes y eficaces
Diseño flexible que permite la clasificación de membrana en muy diversos formatos de membrana
Diseño compacto para pruebas en lotes de productos muy pequeños
Disponible en diseños totalmente a la medida
Características estándar
Tanque de equilibrio de 15 litros con transmisor de nivel electrónico
Una caja de membrana espirales en tamaño de laboratorio
Una caja de membrana cerámicas en tamaño de laboratorio
Bomba de alimentación con control de velocidad variable de 1 HP
Intercambiador tubular de calor
Manómetros de entrada y de salida
Indicador de temperatura
Válvulas de control de flujo manuales
Indicadores de flujo: un permeado, un concentrado
Ensamblada en una base de acero inoxidable tubular con rueditas
Artículos opcionales
Otras configuraciones de membrana (acero inoxidable, Hollow Fiber)
Operación a presión alta
Esterilizado con vapor
Construcción para áreas peligrosas o a prueba de explosión
Sistemas de control automatizado
Terminado electropulido
Condiciones de operación
Presión Hasta 6 bar (87 psig)
Temperature Hasta 93° C (200 °F)
Flujo Hasta 1000 l/hr (4.4 GPM)

Modelo M Farma

El Modelo M Farma es la planta piloto Modelo M con las siguientes características de diseño:

Cumple con las normas cGMP más recientes
Disponible en diseño higiénico y aséptico
Capaz de realizar limpieza en el sitio (CIP) y esterilizado en el sitio (SIP)
Completamente drenable
Documentación opcional de validación para aplicaciones farmacéuticas y de biotecnología
Disponible en versión opcional de alta presión
Disponible en versión de ejecución a prueba de explosión

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The Model M Pharma membrane filtration plant is a highly flexible laboratory scale system for pharmaceutical and biotechnology cGMP processing and application development.

System design
Hygienic and aseptic GMP design, CIP and SIP'able
Fully drainable
Micro- and ultra-filtration facilities
Optional validation documentation for pharmaceutical and biotechnology applications
Optional in a high pressure version
Optional in explosion proof execution
Membrane design, explore the available membrane configurations to find the most suitable solution to each of your process requirements:

Tubular ceramic
Tubular stainless steel
Spiral-wound polymer
Hollow fiber polymer
The system will be delivered with all components required for quick installation and ease of operation, including an operating manual.

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Model M Pharma pilot plant for cGMP processing and for tubular ceramic, tubular stainless steel, spiral-wound polymer, and hollow fiber polymer membrane screening and feasibility testing.

The unique features of the system include:

Simple modular design for effective and efficient feasibility testing
Flexible design for membrane screening across a full range of membrane formats
Compact design for testing of very small product volumes
Suitable for aqueous and non aqueous feeds
Standard Features
One lab size spiral wound membrane housing, 1.8" x 12"
One lab size ceramic membrane housing, 0.75" x 10"
Inlet and outlet pressure gauges Manual flow control valves
Feed pump, 0.75 kW, with variable speed control
Temperature transmitter
Flow transmitters
35 l balance tank, jacketed for cooling or heating (-10 - +130°C in the jacket; max. operating temp. 100°C) with electronic level transmitter
The balance tank is a closed vessel with a max operating pressure of 4 bar.
The 2.9 l jacket is also rated for 4 bar pressure
Built into a cabinet, wheel mounted
CIP and SIP'able
Fully drainable
Internal surface 0.8 Ra
All 316L stainless steel
Optional
Stainless steel or hollow fiber membranes
High pressure operation (NF / RO)
Explosion proof execution according to EU EX Directive 94/9EC and according to the US NEC Class 1, Division I, Group C and D hazardous area construction standards
Automated control system
Operating Conditions
Pressure up to 4 bar
Temperature up to 100°C
Flow up to 960 l/h water at 1 bar
Utility Requirements
Foot print 1.1 m x 0.9 m
Power 380 V, 3-phase, 50 Hz
Cooling water 130 l/h, 15° C
CIP water 1000 l/h
Seal water 1/8" Union
Drain ø38 clamp
Shipping Dimensions
Height 232 cm
Width 115 cm
Length 180 cm

Modelo T

La planta piloto Modelo T es una planta a escala piloto diseñada para el desarrollo de aplicaciones de Microfiltración y Ultrafiltración cerámicas. La unidad se puede configurar para evaluar las características de separación hasta de tres porosidades de membrana distintas en paralelo o se puede usar para optimizar los parámetros de los procesos una vez determinada la porosidad particular de la membrana.

El Modelo T está diseñado especialmente para realizar separaciones muy precisas utilizando membranas cerámicas de gradiente en capas de la más alta tecnología que operan en presiones altamente controladas a través de las membranas. De otra manera, se puede utilizar para las aplicaciones de filtración por membranas cerámicas más convencionales. El sofisticado diseño del sistema de control permite manipular de manera conveniente diversas variables en los procesos, incluyendo la velocidad del flujo cruzado, la presión de operación, la temperatura, la presión a través de la membrana, lo que hace que la planta sea especialmente adecuada para realizar separaciones moleculares complejas.

modelo_T.jpg


La planta piloto Modelo T es una planta a escala piloto diseñada para el desarrollo de aplicaciones de Microfiltración y Ultrafiltración cerámicas. La unidad se puede configurar para evaluar las características de separación hasta de tres porosidades de membrana distintas en paralelo o se puede usar para optimizar los parámetros de los procesos una vez determinada la porosidad particular de la membrana. El Modelo T está diseñado especialmente para realizar separaciones muy precisas utilizando membranas cerámicas de gradiente en capas de la más alta tecnología, que operan en presiones altamente controladas a través de las membranas. De otra manera, se puede utilizar para las aplicaciones de filtración por membranas cerámicas más convencionales. El sofisticado diseño del sistema de control permite manipular de manera conveniente diversas variables en los procesos, incluyendo la velocidad del flujo cruzado, la presión de operación, la temperatura, la presión a través de la membrana, lo que hace que la planta sea especialmente adecuada para realizar separaciones moleculares complejas.


Planta Piloto de Filtración por membranas Modelo T

Características Estándar

Tanque de equilibrio de 30 galones
Caja cerámicas de un solo vástago, área de membrana 0.2 a 0.5 m2
Bomba de alimentación de leva rotatoria con motor VFD de 1 HP
Bomba de recirculación centrífuga con motor de 5 HP
Intercambiador de calor tubular
Indicadores de presión, alimentación y recirculación
Indicador de temperatura
Flujómetros, tipo magnético para corrientes de retenidos y permeados
Ensamblado en una base tubular de acero inoxidable con rueditas
Panel de control

Características únicas

Diseñada y construida para sacar ventaja de las membranas cerámicas de capa en gradiente de la tercera generación.
Excelentes posibilidades de escalado y simulación precisa de la producción a escala
Esquema de control flexible para una gran diversidad de parámetros de procesos clave.
Esquema de control automático para la operación continua y CIP automático (limpieza en el sitio)

modelT.jpg


Condiciones de Operación
Presión hasta 100 psi (7 bar)
Temperatura hasta 180°F (80°C)
Flujo hasta 5 gpm (1.1 m3/h)
Características opcionales
Caja de tres levas con salida de permeados individuales
Módulo más grande para un área de membrana hasta de 1.5 M2
Esterilizado con vapor
Construcción eléctrica de áreas peligrosas.
Requisitos para la operación
Espacio 5' x 8 1/2' x 8 1/2'
Peso de embarque 2400 libras
Voltaje 440V, trifásico
HP 6 totales
Boquilla de la línea de alimentación 1 1/2" TC
Boquilla para CIP 1 1/2" TC
Flujo de CIP 5-10 gpm
Boquilla de desagüe 1 1/2" TC
Desagüe de tanque 1 1/2" TC
Salidas de producto de 1 1/2" TC, FLEX
Entrada de agua de sellado n/a
Salida de agua de sellado n/a
Flujo de agua de sellado n/a
Entrada de enfriamiento 3/4" NPT
Salida de enfriamiento 2" TC
Flujo de enfriamiento 5 GPM
Entrada de vapor 3/4" NPT
Salida de vapor 2" TC
Req. de vapor hasta 100 pph, 50 psi
Entrada de aire 1/4" POLY
Req. de aire 80 psi, e scfm
Montado en ruedas SI


Notas

El flujo requerido para el CIP (siglas en inglés de Limpieza en sitio) no se requiere en la operación; sin embargo, al utilizar velocidades mayores de flujo se logrará una operación más fluida y mayor velocidad en el lavado.
El uso de agua de enfriamiento y vapor depende en gran medida de las condiciones específicas del proceso. Con frecuencia el vapor sólo se usa para el CIP. Los requerimientos por tanto se mantienen en márgenes muy amplios.
Se instala un solo intercambiador de calor, las conexiones se deben cambiar o se deberán instalar válvulas para seleccionar el calentamiento o el enfriamiento.
El abastecimiento de aire en todo momento debe ser de cuando menos 80 psi. El consumo real del aire se usa para operar el control del nivel y de la temperatura y las demás válvulas automáticas.
Los desagües deberán tener las dimensiones requeridas para manejar las descargas esperadas.
Con la unidad se suministran varias abrazaderas adicionales que se pueden soldar a los herrajes de las tuberías, sujetarse a las mangueras o modificarse según se requiera para sujetar la planta,
la fuente de alimentación al panel será proporcionada por el arrendador/comprador.
A causa de las limitaciones en el VFD, el voltaje de entrada deberá ser el requerido. Si el voltaje difiere, se requerirá de un transformador externo. Dependiendo de su disponibilidad, se suministrará uno con el sistema. Al momento del arrendamiento solicite la información adicional que requiera al respecto.
 
Que Incluirias En Una Tienda

Hola, he visto que controlas el tema y me gustaria preguntarte que suplementos incluirias en tu tienda de suplementos, tengo experiencia en muxas marcas pero como uno solo tiene una vida y un cuerpo es imposible controlarlos todos, por suerte estoy intentando montar una tienda de suplementos y me gustaria tu colaboración. Gracias .
 
Tengo una última duda. Antes del entrenamiento ¿Es bueno tomar carbohidratos y suero de proteína en agua? ¿Qué carbohidrato sería bueno para antes y después del entrenamiento? Entiendase que estoy planeando realizar una dieta de definición.

Saludos
 
:S yo tenía entendido que la proteína de huevo era de bastante rápida asimilación, y aquí dice lo contrario :S entonces no es la mejor opción tomar claras en post-entreno?

Saludos
 
Modelo M Farma
El Modelo M Farma de GEA Filtration es la planta piloto Modelo M con las siguientes características de diseño:

Cumple con las normas cGMP más recientes
Disponible en diseño higiénico y aséptico
Capaz de realizar limpieza en el sitio (CIP) y esterilizado en el sitio (SIP)
Completamente drenable
Documentación opcional de validación para aplicaciones farmacéuticas y de biotecnología
Disponible en versión opcional de alta presión
Disponible en versión de ejecución a prueba de explosión
Especificaciones del Modelo M Farma
Hoja de Especificaciones del Modelo M Farma
Hoja de Especificaciones de la Familia del Modelo M Farma


Planta Piloto Modelo M Farma cGMP
Modelo T
La planta piloto Modelo T de GEA Filtration es una planta a escala piloto diseñada para el desarrollo de aplicaciones de Microfiltración y Ultrafiltración cerámicas. La unidad se puede configurar para evaluar las características de separación hasta de tres porosidades de membrana distintas en paralelo o se puede usar para optimizar los parámetros de los procesos una vez determinada la porosidad particular de la membrana.

El Modelo T está diseñado especialmente para realizar separaciones muy precisas utilizando membranas cerámicas de gradiente en capas de la más alta tecnología que operan en presiones altamente controladas a través de las membranas. De otra manera, se puede utilizar para las aplicaciones de filtración por membranas cerámicas más convencionales. El sofisticado diseño del sistema de control permite manipular de manera conveniente diversas variables en los procesos, incluyendo la velocidad del flujo cruzado, la presión de operación, la temperatura, la presión a través de la membrana, lo que hace que la planta sea especialmente adecuada para realizar separaciones moleculares complejas.

Especificaciones del Modelo T
Hoja de Especificaciones del Modelo T


Planta piloto Modelo T
Modelo L
La planta piloto de filtración por membranas Modelo L está diseñada para realizar pruebas preliminares de clasificación de membrana para todas las tecnologías de filtración por membranas [Microfiltración (MF), Ultrafiltración (UF), Nanofiltración (NF) y Ósmosis Inversa (OI)] de manera rápida y económica en pequeños volúmenes de material.

Durante la misma prueba piloto se pueden probar membranas con distintos tamaños de poros y materiales de construcción, pudiéndose realizar una comparación directa y precisa de las características de desempeño.

Especificaciones del Modelo L
Hoja de datos del Modelo L (pdf)


Planta de Filtración por membranas Modelo L
Modelo R
La planta piloto Modelo R puede realizar estudios piloto en toda la variedad de tecnologías de filtración por membranas (Microfiltración (MF), Ultrafiltración (UF), Nanofiltración (NF) y Ósmosis Inversa (OI)) en una gran diversidad de condiciones de operación. La configuración estándar de la planta piloto permite realizar pruebas en membranas espirales, poliméricas, tubulares o cerámicas.

Especificaciones del Modelo R
Hoja de datos del Modelo R (pdf)


Planta Piloto de Filtración por membranas Modelo R
Modelo C
La planta piloto de filtración por membranas Modelo C es una unidad flexible para realizar pruebas en membranas cerámicas en aplicaciones de Microfiltración y Ultrafiltración de presión baja. También se puede configurar para que corra en aplicaciones de Ultrafiltración/Nanofiltración de presión mas alta, así como en otras membranas tubulares (inorgánicas o poliméricas). Se puede utilizar para que pruebe una gran variedad de tamaños de poro de membrana, parámetros de operación (presión, presión a través de la membrana, velocidad del flujo cruzado, temperatura y retrolavado por pulsos) y diámetros del canal de alimentación, para lograr un desempeño óptimo.

Especificaciones del Modelo C
Hoja de datos del Modelo C (pdf)


Planta Piloto de Filtración por membranas Modelo C
Modelo U
La planta piloto Modelo U es una unidad flexible para realizar estudios piloto con una gran variedad de tecnologías de filtración (Microfiltración, Ultrafiltración, Nanofiltración y Ósmosis Inversa) en rangos muy diversos de condiciones de operación. La configuración estándar de la planta piloto permite realizar pruebas con membranas poliméricas espirales. También se puede equipar con otras membranas de otra configuración, incluyendo tubulares y cerámicas. Está especialmente diseñada para funcionar en las modalidades continua o semi-automática para simular una planta de producción multi-etapas.

Especificaciones del Modelo U
Hoja de datos del Modelo U (pdf)
 
Aplicaciones lácteas
La filtración por membrana es utilizada rutinariamente para un gran número de aplicaciones dentro de la industria láctea, en la cual se ha convertido en una parte valiosa del proceso de producción, especialmente en la manufactura de ingredientes lácteos. Sus aplicaciones pueden dividirse en tres categorías: aplicaciones a leche, aplicaciones a suero y otras aplicaciones.

Aplicaciones A Leche


Osmosis inversa de leche descremada

Elaboración de queso
Cremas heladas
Productos lácteos cultivados
Aumento de capacidad de evaporadores


Ultrafiltración de leche entera y descremada

Elaboración de queso
Fortificado de proteínas de leche
Productos lácteos cultivados
Cremas heladas
Cremas heladas reducidas en carbohidratos
Leche reducida en carbohidratos


Microfiltración de leche entera y descremada

Remoción de bacterias / leche de larga vida
Fraccionamiento de caseína


Aplicaciones a Suero

Osmosis inversa de suero
Nanofiltración de suero
Ultrafiltración de suero
Microfiltración de suero


Otras Aplicaciones Lacteas

Clarificado de salmuera de queso
Reducción de BOD/COD de condensado de evaporador y aguas de proceso
Recuperación de soda cáustica y/o clarificación de solución ácida para re-utilizar.
 
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