MATERIALES Y PROCEDIMIENTO PARA PROCESAR MEZCLAS NO ACUOSAS.

Una membrana polimérica semipermeable seca que puede humedecerse en un líquido no acuoso,

que comprende una matriz porosa que se ha secado en presencia de un tensioactivo o que tiene un tensioactivo en o sobre la matriz, con la condición de que la matriz porosa no sea una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa, en la que el tensioactivo es un tensioactivo no iónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero, y en la que la membrana tienen un tamaño de poro menor que 0,05 micrómetros, y en la que la membrana semipermeable seca puede humedecerse en un líquido que tiene una tensión superficial menor que 50 dinas/cm

Prioridad de la invención

Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad de la solicitud de patente provisional de EEUU nº de serie 60/475.280, presentada el 2 de junio, 2003. 5

Antecedentes de la invención

Las membranas semipermeables (por ejemplo, membranas de ósmosis inversa, de nanofiltración, de ultrafiltración y de microfiltración) tienen una larga historia de uso para separar componentes de una disolución. Estas membranas son un tipo de dispositivo de separación que es capaz de retener ciertas sustancias mientras que deja pasar otras. Los componentes del fluido de alimentación que pasa a través de la membrana son el “permeado” y los 10 que no pasan a través de la membrana son el “retenido”. En la práctica, el permeado, el retenido o ambos pueden representar un producto deseado y pueden utilizarse directamente o someterse a un posterior procesamiento.

Las membranas se han empleando con amplitud en una diversidad de aplicaciones con base acuosa, incluyendo la desalización de agua, el fraccionamiento de sales y la concentración de proteínas. En un grado más limitado, las membranas también se han empleado en aplicaciones con base no acuosa. 15

Una limitación en el uso de las membranas en separaciones no acuosas ha sido la necesidad de “acondicionar” la membrana antes de su uso. Generalmente, las membranas se preparan en entornos acuosos y se conservan con conservantes con base acuosa o secando en glicerina. Como resultado de la glicerina residual, las membranas generalmente no pueden humedecerse con disolventes no polares o con mezclas de alimentación no polares. Por consiguiente, a menudo resulta necesario acondicionar la membrana, por ejemplo, poniendo en contacto la 20 membrana con un disolvente intermedio adecuado, antes de su uso en un proceso de separación no acuoso. Este procedimiento se ha empleado para convertir membranas humedecidas con agua a un estado que pueden ser utilizadas con miscelas de aceite de semillas basadas en hexanos y con hidrocarburos aromáticos y alifáticos. Véanse las publicaciones de solicitudes de patente internacional nº WO 0042138 y WO 0006526. Aunque esta técnica de acondicionamiento de membranas se ha empleado a escala comercial, este procedimiento es caro, 25 requiere mucho tiempo y a menudo necesita el uso de compuestos orgánicos volátiles e inflamables.

Además, K.D. Vos y F.O. Burris, Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 1969, 8, 84-89, indican que el agua puede evaporarse de ciertas membranas específicas de ósmosis inversa de acetato de celulosa modificadas sin pérdida en las propiedades de desalinización o físicas empapando las membranas en un agente tensioactivo antes de secar. No se analizan las propiedades de las membranas secadas en medios no acuosos. 30

Sin embargo, a pesar de los anteriores informes, en la actualidad no existe ningún procedimiento sencillo, seguro y barato para conservar una membrana para su uso en aplicaciones no acuosas.

El documento US 5496637 divulga un procedimiento para fabricar una membrana de plasmaféresis microporosa que tiene un agente de afinidad inmovilizado. El agente de afinidad inmovilizado es poli(ácido acrílico) unido directamente y/o a través de una interacción con sílice y/o cloruro de calcio a una membrana de polisulfona de 35 fibras huecas microporosa que se ha secado en presencia de un tensioactivo no iónico.

Sumario de la invención

Se ha descubierto que ciertos tensioactivos, cuando se emplean como agentes secantes, son capaces de proporcionar una membrana secada que puede humedecerse en disolventes no acuosos (por ejemplo, hexano). También se ha descubierto que dichas membranas tratadas con tensioactivos generalmente pueden humedecerse 40 en agua. Por consiguiente, la invención proporciona un procedimiento sencillo, barato y fiable para secar matrices porosas, incluyendo membranas de separación, para proporcionar matrices secas que pueden rehumedecerse en una diversidad de entornos acuosos y no acuosos. Diversos aspectos de la invención se indican en las reivindicaciones. En una realización, la invención proporciona una membrana polimérica semipermeable seca que puede humedecerse en un líquido no acuoso, que comprende una matriz porosa que se ha secado en presencia de 45 un tensioactivo o que tiene un tensioactivo en o sobre la matriz, con la condición de que la matriz porosa no sea una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa, en la que el tensioactivo es un tensioactivo no iónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero, y en la que la membrana tienen un tamaño de poro menor que 0,05 micrómetros, y en la que la membrana semipermeable seca puede humedecerse en un líquido que tiene una tensión superficial menor que 50 dinas/cm. En una realización, los tensioactivos se derivan de sustancias 50 alimentarias comestibles y son especialmente útiles para la conservación de membranas para su uso en

aplicaciones alimentarias, para bebidas y farmacéuticas.

La invención también proporciona un procedimiento para preparar una membrana semipermeable secada que puede humedecerse en disolventes no acuosos, que comprende secar una membrana semipermeable húmeda en presencia de un tensioactivo, y secar para proporcionar la membrana semipermeable secada, con la condición de que la membrana semipermeable húmeda no sea una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa, en el 5 que el tensioactivo es un tensioactivo no iónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero, y en el que la membrana tienen un tamaño de poro menor que 0,05 micrómetros, y en el que la membrana semipermeable seca puede humedecerse en un líquido que tiene una tensión superficial menor que 50 dinas/cm.

La invención también proporciona un procedimiento para fraccionar una mezcla no acuosa, que comprende poner en contacto la mezcla con una membrana semipermeable que se ha secado en presencia de un tensioactivo, o que 10 tiene un tensioactivo en o sobre la membrana, para proporcionar un permeado que pasa a través de la membrana y un retenido que no pasa a través de la membrana, en el que el tensioactivo es un tensioactivo no iónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero, y en el que la membrana tienen un tamaño de poro menor que 0,05 micrómetros, y con la condición de que la membrana semipermeable húmeda no sea una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa, y en el que la membrana semipermeable seca puede humedecerse en un 15 líquido que tiene una tensión superficial menor que 50 dinas/cm.

Descripción detallada de la invención

Los valores específicos y preferidos para los términos, los intervalos, etc., identificados en la presente son sólo ilustrativos y no excluyen otros valores definidos u otros valores identificados en la presente.

Términos y expresiones 20

La expresión “matriz porosa” incluye membranas, tales como membranas de ósmosis inversa, de nanofiltración, de ultrafiltración y de microfiltración, así como esferas porosas, medios de cromatografía, papel, medios de filtración y similares. La invención proporciona una diversidad de matrices porosas que se han secado en presencia de un tensioactivo o que comprenden un tensioactivo. Estas matrices pueden utilizarse directamente en entornos no acuosos sin acondicionamiento. La matriz porosa no es una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa. 25

“Humedecer” es un término muy conocido que se refiere a un procedimiento en el que un fluido se extiende sobre la superficie externa de un material no poroso y sobre las superficies externas e internas de un material poroso o semiporoso.

Tensioactivos

El significado del término “tensioactivo” es muy conocido. Por ejemplo, véase Kirk-Othmer, Concise Encyclopedia of 30 Chemical TechnologyI, John Wiley and Sons, Nueva York, 1985, 1142-1146. El término incluye tensioactivos no iónicos, tensioactivos catiónicos y tensioactivos anfóteros.

Los tensioactivos no iónicos incluyen compuestos en los que la hidrofilicidad se proporciona generalmente mediante enlaces de hidrógeno con moleculas de agua, tales como tensioactivos de polioxietileno (etoxilados), ésteres de ácidos carboxílicos, amidas carboxílicas, copolímeros en bloque de poli(óxido de alquileno), poli(alcohol vinílico) 35 oligomérico, azúcares sencillos, polisacáridos, conjugados de glicerol y ácidos grasos (tales como mono- y diglicéridos), conjugados... [Seguir leyendo]

1. Una membrana polimérica semipermeable seca que puede humedecerse en un líquido no acuoso, que comprende una matriz porosa que se ha secado en presencia de un tensioactivo o que tiene un tensioactivo en o sobre la matriz, con la condición de que la matriz porosa no sea una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa, en la que el tensioactivo es un tensioactivo no iónico, un tensioactivo catiónico o un tensioactivo anfótero, 5 y en la que la membrana tienen un tamaño de poro menor que 0,05 micrómetros, y en la que la membrana semipermeable seca puede humedecerse en un líquido que tiene una tensión superficial menor que 50 dinas/cm.

2. La membrana semipermeable de la reivindicación 1, en la que la membrana semipermeable es una membrana compuesta.

3. La membrana semipermeable de la reivindicación 2, en la que la membrana compuesta comprende una película 10 de polisulfona, poliéter sulfona, poliimida, poliacrilonitrilo, policarbonato o poli(fluoruro de vinilideno).

4. La membrana semipermeable de la reivindicación 1, que tiene un tamaño de poro de aproximadamente 50 nanómetros a aproximadamente 1 nanómetro.

5. La membrana semipermeable de la reivindicación 1, en la que el tensioactivo es una fosfatida.

6. La membrana semipermeable de la reivindicación 1, en la que el tensioactivo es fosfatidilcolina. 15

7. Un procedimiento para preparar la membrana semipermeable seca de la reivindicación 1 que puede humedecerse en un líquido no acuoso, que comprende secar una membrana semipermeable húmeda en presencia de un tensioactivo para proporcionar la membrana semipermeable seca, con la condición de que la membrana semipermeable húmeda no sea una membrana de ósmosis inversa de acetato de celulosa, y en la que la membrana semipermeable seca puede humedecerse en un líquido que tiene una tensión superficial menor que 50 20 dinas/cm.

8. Un procedimiento para fraccionar una mezcla no acuosa que comprende poner en contacto la mezcla con una membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, para proporcionar un permeado que pasa a través de la membrana y un retenido que no pasa a través de la membrana.

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que el fluido no acuoso es una miscela de aceite. 25