Ultrafiltración

La ultrafiltración (UF) es un proceso de separación por membrana que utiliza una presión hidráulica diferencial, típicamente entre 0,5 y 5 bar, para forzar el paso de un líquido a través de una membrana semipermeable con tamaños de poro nominales entre 0,001 y 0,1 micras (1 a 100 nm). Retiene macromoléculas, coloides, virus, endotoxinas y la práctica totalidad de bacterias, mientras permite el paso de agua, sales disueltas y moléculas de bajo peso molecular. Se sitúa entre la microfiltración y la nanofiltración en el espectro de filtración por membrana.

La membrana de ultrafiltración se caracteriza por su MWCO (Molecular Weight Cut-Off), expresado en daltons, que describe el peso molecular del soluto retenido al 90 %. Los rangos comerciales típicos van de 1.000 a 500.000 Da. Las membranas pueden ser de fibra hueca, espiral, plana o tubular, fabricadas en polímeros como polietersulfona (PES), polisulfona (PSU), PVDF o cerámica. El flujo de permeado depende de la presión transmembrana (TMP), la temperatura, la viscosidad del fluido y el grado de fouling. La operación se realiza en flujo cruzado (cross-flow) o flujo frontal (dead-end), siendo el cross-flow el dominante en aplicaciones industriales por su menor tendencia a la colmatación.

ASTM E1343 — Standard Test Method for Molecular Weight Cut-Off Evaluation. ISO 14687 para grados de pureza. USP para agua para uso farmacéutico. EMA Annex 1 (revisión 2022) para producción aséptica. NSF/ANSI 419 para sistemas de UF en agua potable. EN 1093 para validación bacteriológica.

Tratamiento de agua potable como barrera primaria contra patógenos. Pretratamiento de ósmosis inversa para reducir SDI por debajo de 3. Industria láctea para concentración de proteínas y separación de lactosa. Industria farmacéutica para clarificación de productos biotecnológicos y eliminación de virus. Recuperación de pinturas por electroforesis (EDP) en automoción. Tratamiento terciario de aguas residuales para reutilización.

Confundir UF con microfiltración por solapamiento de rangos: el corte molecular es el criterio diferenciador real, no la micra nominal. Dimensionar sin tener en cuenta el factor de fouling, lo que provoca caída de flujo del 40-60 % en pocos meses. Operar a TMP por encima del límite del fabricante, que daña la membrana de forma irreversible. No prever protocolo de CIP (Clean-In-Place) con álcali y ácido alternados.

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