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Reducir la costosa acumulación de biopelículas en las membranas de ósmosis inversa

Por Richard Juskowiak, Filtración de procesos de Donaldson

Los sistemas de filtración por ósmosis inversa (RO) purifican el agua que se usa en el procesamiento de Procesos de, productos farmacéuticos y otros productos de consumo. Debido a que las membranas de ósmosis inversa (RO) son clave para la seguridad de los productos —y también son caras de sustituir— es importante protegerlas de la acumulación de biopelículas. Las biopelículas se producen cuando las bacterias sobreviven a la etapa de decloración de carbón activado y se multiplican hacia abajo para formar colonias de microbios en las superficies de los equipos.

Los prefiltros plisados (izquierda) cuentan con más tela en el mismo espacio que los filtros «melt-blown» (derecha). El mayor tamaño de la superficie proporciona una mejor captura y una mayor durabilidad del filtro.

Cuanto mejor sea la prefiltración del agua de origen, menor capa de biopelícula se formará en el sistema de RO, lo que aumentará la seguridad del producto y la durabilidad de la membrana de RO. La FDA exige el uso de un prefiltro en el agua antes de que entre a los sistemas de RO, no obstante prestar atención al tipo de prefiltro que se use tiene muchos beneficios.

Una membrana de RO que está protegida frente a microbios y partículas de carbono dañinas suele durar hasta dos años, mientras que una membrana que falla en un año suele indicar una prefiltración deficiente.

He aquí tres formas de proteger mejor la membrana de RO con una prefiltración de mayor rendimiento:

1. Preste atención a la composición del filtro.

Las normas del sector recomiendan un filtro de 5 micras para la prefiltración de RO, pero no todos los filtros de 5 micras son iguales. Durante muchos años, la única opción para los productores había sido el filtro «melt-blown», que es un cilindro de polipropileno inyectado con polímero no tejido. La naturaleza aleatoria de este proceso de fabricación permite que queden espacios abiertos y que la captura de microbios sea inconsistente.

Sin embargo, gracias a una colaboración entre científicos de materiales, ingenieros y productores de bebidas, ahora existe tecnología de filtración mejorada. Bajo el nombre de LifeTec™ de Donaldson, la avanzada estructura de medios y la carcasa de estos filtros ofrecen mayor capacidad y fiabilidad.

El medio filtrante LifeTec se pliega dentro de una jaula de polipropileno, que en comparación con los filtros «melt-blown», amplía un 400 % el área de la superficie de filtración para capturar más contaminantes sin obstaculizar el flujo del proceso.

Este medio de gran densidad está diseñado con poros más grandes hacia arriba que van disminuyendo de tamaño en la superficie hacia abajo. Esta estructura de embudo crea un rango de corte de micras específico y, por lo tanto, ofrece una mayor confianza con respecto a la eficacia de un prefiltro.

2. Busque una eficiencia verificable.

Cuando seleccione un filtro, no solo preste atención al tamaño micrónico en los datos técnicos del proveedor, sino que busque también la calificación de «eficiencia». La eficiencia es el porcentaje verificado de partículas que un filtro captura en el rango de micras que se indica en la etiqueta. Debido a que no existen estándares de medición ampliamente aceptados que regulen a los fabricantes de filtros, el discernimiento es importante en esta área. Las calificaciones de micras, junto con los términos «nominal» y «absoluto», son bastante subjetivas, similares a las afirmaciones de «bajo contenido en grasa» en las etiquetas de alimentos.

Para ilustrar cómo puede ocurrir esta confusión, Donaldson probó filtros «melt-blown» de cinco fabricantes diferentes, todos los cuales afirmaban eliminar los contaminantes de 1 micra. A causa de la composición aleatoria de las fibras de los filtros «melt-blown», su rendimiento de eficiencia ha variado desde menos del 20 % hasta más del 98 %.

La tecnología de filtración más nueva puede ser mucho más precisa. Por ejemplo, la eficiencia de los filtros LifeTec se puede verificar con pruebas de laboratorio, que Donaldson proporciona en todos sus filtros para procesos.

Un filtro de clasificación absoluta LifeTec con un tamaño de captura de 1 micra, por ejemplo, siempre eliminará el 99,98 % de las partículas de 1 micra o más. Donaldson repite periódicamente las pruebas de sus filtros para confirmar este rendimiento y publica abiertamente esta clasificación en todas sus etiquetas y hojas de datos. 

Mayor capacidad de retención de suciedad y rendimiento de un filtro plisado.

La mayor capacidad de retención de suciedad, la presión diferencial reducida y la mayor durabilidad de un prefiltro plisado Donaldson, en comparación con un filtro «melt-blown» común.
3. Considere los costes a largo plazo.

Por último, cuando intente seriamente prevenir la acumulación de biopelículas al menor coste, no piense solo en el precio de compra del prefiltro. Muchas plantas tienen la costumbre de programar rutinariamente la sustitución de sus prefiltros de RO «melt-blown» una vez a la semana. Pero estos costes se acumulan.

Los filtros plisados pueden tener un coste inicial mayor, pero el ahorro potencial a largo plazo es evidente:

  • Membranas de RO que duran hasta el doble con una mejor protección.
  • Menor tiempo de inactividad y mantenimiento de la producción con filtros de mayor duración.
  • Riesgo de contaminación minimizado, puesto que los microorganismos se eliminan hacia arriba.

Para proteger de forma óptima la membrana de RO, los ingenieros de filtración de Donaldson recomiendan instalar un filtro plisado con clasificación absoluta de 1 micra, ya sea en sustitución del filtro «melt-blown», o directamente después del mismo, antes de que el agua entre en contacto con la membrana de RO. Hacer esto no solo prolongará la durabilidad de la membrana de RO, sino que el prefiltro en sí también durará más tiempo y mantendrá tasas de flujo de mayor volumen gracias al diseño plisado.

También es importante que los operadores adquieran sus filtros de un fabricante que pruebe y publique libremente sus datos de eficiencia de retención con el tamaño de micras correspondiente.

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Richard Juskowiak es especialista en asistencia de productos de Donaldson Company, Inc. en el grupo de Filtración de procesos. Se encarga de concretar soluciones técnicas que requieren los elaboradores y trabaja con los ingenieros para presentar soluciones para aplicaciones difíciles.
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