Diferencia clave: ultrafiltración frente a ósmosis inversa
La purificación del agua es un proceso importante para proporcionar agua limpia a la comunidad. Hay muchos pasos involucrados en el proceso de purificación del agua que incluye procedimientos biológicos, químicos y físicos. La ultrafiltración es el proceso en el que el agua se filtra a través de un filtro de membrana para separar las moléculas presentes en la muestra de agua que tiene un peso molecular entre 103 y 106 Da. La ósmosis inversa es un procedimiento en el que se hace pasar agua a través de una membrana semipermeable en contra de un gradiente de concentración. La membrana de ósmosis inversa es capaz de rechazar partículas que tienen un peso molecular de >300 Da. La diferencia clave entre los dos procedimientos es el tamaño de las partículas filtradas de las dos membranas. La ultrafiltración filtra moléculas más pequeñas con bajo peso molecular, mientras que la ósmosis inversa puede filtrar moléculas más grandes con mayor peso molecular.
¿Qué es la ultrafiltración?
La ultrafiltración (UF) es un tipo de filtración por membrana. Utiliza presión hidrostática para forzar el líquido – muestra de agua a través de la membrana semipermeable. La membrana está compuesta de nitrocelulosa con un tamaño de poro pequeño de aproximadamente 0,22 µm o 0,45 µm. La ultrafiltración se utiliza principalmente para eliminar bacterias y otros organismos de la muestra. También se utiliza para eliminar iones pequeños, partículas de bajo peso molecular y materia orgánica que dan color, sabor y olor al agua.
Figura 01: Ultrafiltración
La configuración de ultrafiltración emplea una fibra larga hueca compuesta de un material membranoso. El agua de alimentación fluye dentro de la celda o en el lumen de la fibra. El flujo de agua a través de los poros del filtro de membrana permitirá que se retengan los solutos y partículas en suspensión. El agua filtrada y las partículas de bajo peso molecular atraviesan la membrana. El agua de salida luego se somete a otros procedimientos de purificación aguas abajo que incluyen procedimientos de tratamiento químico.
El proceso de ultrafiltración se utiliza idealmente para purificar y concentrar soluciones macromoleculares (103 – 106 Da), especialmente soluciones de proteínas. El principio principal de la separación se basa en el tamaño. El material en el que se prepara la membrana también puede tener un efecto en la velocidad y la eficiencia de filtración.
Las principales ventajas de la Ultrafiltración son;
- No utiliza productos químicos para purificar.
- Se basa en el sencillo proceso de separación de tamaños.
- Se puede utilizar para eliminar tanto partículas como microorganismos.
- Se puede automatizar.
¿Qué es la ósmosis inversa?
La ósmosis inversa es el proceso en el que se aplica al sistema una presión mayor que la presión hidráulica para permitir el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable. El movimiento tiene lugar contra un gradiente de concentración. Las membranas que se utilizan en la ósmosis inversa se denominan membranas de ósmosis inversa (RO). Los materiales que se usan comúnmente para preparar membranas comerciales de RO son compuestos de película delgada de poliamida (TFC), acetato de celulosa (CA) y triacetato de celulosa (CTA). Dependiendo del tipo de material de la membrana se altera la eficiencia y la velocidad de la técnica.
Figura 02: Osmosis inversa
La configuración de ósmosis inversa se compone de una fibra hueca con el material de la membrana enrollado en espiral alrededor de la fibra. Estas fibras se unen para aumentar el área de superficie para la ósmosis inversa. Una vez que el agua que fluye se somete a alta presión, el agua y las moléculas pequeñas pasan a través de la membrana semipermeable. Este retiene las partículas grandes y el resto de partículas no deseadas. Luego, el agua filtrada se pasa para su procesamiento posterior.
Las membranas OI pueden filtrar prácticamente todas las partículas, incluidos gérmenes, materia orgánica, iones y otras partículas. La filtración de moléculas grandes hasta un peso molecular de >300 Da es posible con la técnica de ósmosis inversa.
Las ventajas de la ósmosis inversa en la purificación del agua son,
- Rentabilidad.
- Puede filtrar casi todas las partículas, incluidos iones y metales pesados.
- Se puede utilizar para eliminar partículas radiactivas de muestras de agua.
- Se minimiza el uso de productos químicos.
¿Cuáles son las similitudes entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa?
- Ambas son técnicas de purificación de agua basadas en la separación/filtración física.
- Ambos utilizan membranas en el procedimiento de filtración.
- Ambas configuraciones del sistema están preparadas en una fibra hueca recubierta con la membrana.
- En ambos procedimientos, las partículas que incluyen sustancias orgánicas e inorgánicas, iones, microbios y pequeñas partículas de polvo o gérmenes se filtran y retienen.
- Las membranas utilizadas en ambas técnicas están hechas de un material de celulosa o de un material de carbono sintético.
¿Cuál es la diferencia entre ultrafiltración y ósmosis inversa?
Ultrafiltración frente a ósmosis inversa |
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| La ultrafiltración es el proceso en el que el agua se filtra a través de un filtro de membrana para separar las moléculas presentes en la muestra de agua. | La ósmosis inversa es el proceso en el que el agua pasa a través de una membrana semipermeable en contra del gradiente de concentración facilitado por la alta presión. |
| Peso molecular de partículas separadas | |
| 103 -106 Da | >300 Da |
| Ventajas | |
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Resumen: ultrafiltración frente a ósmosis inversa
Las técnicas de ultrafiltración y ósmosis inversa se emplean en el procesamiento posterior del agua potable. El objetivo principal de ambas técnicas es proporcionar agua potable y segura para el público. La ultrafiltración utiliza un filtro de membrana para filtrar partículas muy pequeñas y especialmente microorganismos. La ósmosis inversa puede filtrar moléculas grandes y, por lo tanto, es más rentable y eficiente.
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