PROCEDIMIENTO DE LIMPIEZA DE UNA MEMBRANA CERAMICA UTILIZADA EN LA FILTRACION DE VINO.

Procedimiento de limpieza de una membrana inorgánica (1), taponada por elementos retenidos durante una utilización anterior de la membrana para la filtración tangencial de vino,

comprendiendo dicha membrana un soporte poroso inorgánico (2) que delimita al menos un canal (3) de circulación para el vino a tratar, cuya superficie está recubierta por al menos una capa inorgánica (4) de separación para el vino a tratar, de manera que, después de atravesar la capa inorgánica (4) de separación, el vino tratado pueda recuperarse en una salida (6), empleando dicho procedimiento una etapa de regeneración química, realizada haciendo circular a un medio fluido que contiene al menos un reactivo químico capaz de degradar químicamente y al menos parcialmente los elementos responsables del taponamiento,

caracterizado por que la circulación del medio fluido, que contiene al menos un reactivo químico, está asegurada en el canal de circulación (3), sin que dicho fluido atraviese la capa inorgánica (4) de separación

Procedimiento de limpieza de una membrana cerámica utilizada en la filtración de vino.

La presente invención se refiere al campo de las técnicas de separación por membranas. El objeto de la invención se refiere, más exactamente, a un procedimiento de limpieza de una membrana inorgánica taponada por elementos retenidos durante una utilización anterior de la membrana para la filtración de vino.

Las técnicas de separación que utilizan membranas se utilizan en muchos sectores, particularmente en el medioambiente para la producción de agua potable, el tratamiento de los efluentes industriales, en la industria química, petroquímica, farmacéutica, agro-alimentaria, en enología y en el campo de la biotecnología.

Las técnicas de separación molecular o particular utilizadas en ingeniería química permiten concentrar, clasificar, extraer especies moleculares o particulares, bajo el efecto de una fuerza de transferencia que es una presión y emplean elementos de separación denominados generalmente membranas.

La terminología utilizada para designar estas técnicas de separación por membrana depende del medio y del tamaño de las especies moleculares o particulares a separar. Cuando uno de los constituyentes del medio a tratar se difunde en la membrana, se habla de ósmosis inversa. Cuando uno de los componentes es detenido por la membrana debido a su tamaño con respecto al tamaño de los poros de la membrana, estás técnicas se llaman microfiltración, ultrafiltración o nanofiltración, en función del tamaño de los poros.

Existen membranas de diferente estructura y textura. Algunas están compuestas por materiales orgánicos, de tipo polímeros sintéticos y se denominan membranas orgánicas, otras están compuestas por materiales inorgánicos y se denominan membranas inorgánicas o cerámicas.

Las membranas inorgánicas o cerámicas están constituidas en general por un soporte poroso inorgánico, sobre cuya superficie se deposita al menos una capa separadora inorgánica cuya naturaleza y morfología son adecuadas para asegurar la separación de las moléculas o de las partículas contenidas en el medio fluido a tratar. Estas capas están unidas, entre sí y al soporte, mediante sinterización. El papel de las capas es asegurar la separación de las especies moleculares o particulares, mientras que el papel del soporte es permitir, mediante su resistencia mecánica, la realización de capas de grosor reducido.

Para funcionar, las instalaciones de separación por membrana comprenden una entrada, una membrana y una salida. En la entrada se encuentra una cámara de entrada que es alimentada por el medio fluido a tratar y sobre el que se ejerce la presión. El fluido presente en esta cámara de entrada se denomina "retentado": éste contiene el fluido a tratar, así como las especies detenidas por la membrana. A la salida se encuentra una cámara de salida, separada de la anterior por la membrana, hacia la que fluye el fluido llamado "permeado" que ha atravesado la membrana.

Cuando el medio es líquido, las especies moleculares o particulares detenidas por la membrana se acumulan continuamente en la pared de esta última, provocando de este modo un fenómeno llamado "taponamiento" que se comporta entonces como una resistencia suplementaria y limita la transferencia a través de la membrana. Cuando la transferencia se vuelve demasiado reducida debido al taponamiento, la membrana debe regenerarse, a partir de reactivos químicos de limpieza para intentar recuperar su estado inicial, o desecharse. Ningún método suprime totalmente el taponamiento, pero varios medios tecnológicos pueden reducirlo permitiendo de este modo aumentar considerablemente los tiempos de funcionamiento. El medio más utilizado es la circulación tangencial.

Es importante precisar en qué consiste la circulación tangencial. Las membranas están, generalmente, realizadas a partir de elementos de filtración de carácter tubular o plano. En el campo de las membranas tubulares, el soporte poroso rígido es de forma alargada y presenta una sección transversal recta poligonal o circular. El soporte poroso está habilitado para comprender al menos un, y preferiblemente una serie, de canales paralelos entre sí y al eje longitudinal del soporte poroso, presentando cada uno una forma cilíndrica. En el campo técnico de las membranas de carácter plano, el soporte poroso se presenta en forma de un bloque en el que se dispone al menos un, y en general una serie, de canales superpuestos que presentan cada uno una sección recta transversal poligonal generalmente rectangular. En los dos casos, la superficie de los canales está recubierta por al menos una capa separadora. De acuerdo con el principio de la filtración tangencial, el retentado circula a gran velocidad sobre la superficie de los canales, lo que conlleva de este modo la existencia de una tensión de cizalla que favorece la redispersión en el retentado de las especies depositadas sobre esta superficie. De este modo, en el caso de la circulación tangencial, la instalación con membrana se complica de manera importante y comprende:

Es de acuerdo con este principio que se realizan la mayor parte de las instalaciones con membrana.

El principal interés del destaponamiento tangencial es permitir tiempos de funcionamiento entre dos regeneraciones químicas compatibles con las exigencias industriales. Éste permite, por lo tanto, a las membranas convertirse en una herramienta suplementaria de ingeniería química. Sin embargo, el destaponamiento tangencial no suprime totalmente el taponamiento y siempre es necesario regenerar químicamente la membrana cuando esta última está muy taponada.

La regeneración química o limpieza comprende la acción de reactivos químicos que permiten descomponer las materias taponantes. Convencionalmente se utilizan dos tipos de reactivos: reactivos que permiten descomponer las materias orgánicas y reactivos que permiten descomponer las materias minerales. Regenerar una membrana consiste en utilizar uno o dos tipos de estos reactivos, para intentar recuperar la permeabilidad inicial de la membrana al agua. El operador selecciona el(los) reactivo(s) en función de las materias taponantes.

Convencionalmente, la limpieza se realiza con ayuda de reactivos minerales, forzando a estos últimos a atravesar la capa separadora de la superficie membranaria. En efecto, generalmente se admite que la capa de separación está taponada en todo su grosor y que conviene, por lo tanto, hacer circular a los reactivos químicos en el interior de los poros de esta capa separadora para intentar descomponer los elementos taponantes y, a continuación, eliminar los productos de descomposición arrastrándolos hacia el compartimento de permeado.

Las operaciones de regeneración química son siempre pesadas y fuente de pérdidas de tiempos de producción, de consumo de reactivos químicos y de producción de efluentes. Como ejemplo, la regeneración química de una instalación industrial comprende las siguientes etapas:

1. Procedimiento de limpieza de una membrana inorgánica (1), taponada por elementos retenidos durante una utilización anterior de la membrana para la filtración tangencial de vino, comprendiendo dicha membrana un soporte poroso inorgánico (2) que delimita al menos un canal (3) de circulación para el vino a tratar, cuya superficie está recubierta por al menos una capa inorgánica (4) de separación para el vino a tratar, de manera que, después de atravesar la capa inorgánica (4) de separación, el vino tratado pueda recuperarse en una salida (6), empleando dicho procedimiento una etapa de regeneración química, realizada haciendo circular a un medio fluido que contiene al menos un reactivo químico capaz de degradar químicamente y al menos parcialmente los elementos responsables del taponamiento,

caracterizado por que la circulación del medio fluido, que contiene al menos un reactivo químico, está asegurada en el canal de circulación (3), sin que dicho fluido atraviese la capa inorgánica (4) de separación.

2. Procedimiento de limpieza de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que consiste en cerrar la salida (6) del vino tratado durante la ejecución de la etapa de regeneración química.

3. Procedimiento de limpieza de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que se utiliza al menos un reactivo químico, seleccionado entre: hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, ácido nítrico, ácido fosfórico y ácido clorhídrico.

4. Procedimiento de limpieza de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, ácido nítrico, ácido fosfórico o ácido clorhídrico utilizado está en forma pura.

5. Procedimiento de limpieza de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que el hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, ácido nítrico, ácido fosfórico y ácido clorhídrico utilizado está asociado a al menos un tensioactivo, agente complejante o agente secuestrador.