ES2234636T3 - Metodo para fabricar membranas de multiples canales, membranas de multiples canales y su uso en metodos de separacion. - Google Patents

Metodo para fabricar membranas de multiples canales, membranas de multiples canales y su uso en metodos de separacion.

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ES2234636T3 ES00946515T ES00946515T ES2234636T3 ES 2234636 T3 ES2234636 T3 ES 2234636T3 ES 00946515 T ES00946515 T ES 00946515T ES 00946515 T ES00946515 T ES 00946515T ES 2234636 T3 ES2234636 T3 ES 2234636T3
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Abstract

Un método para la fabricación de membranas de múltiples canales en el cual se extrude una solución de un polímero que forma una membrana semi-permeable tras su coagulación, a través de una boquilla de extrusión en la cual se han dispuesto varias agujas huecas, se inyecta un gas que contiene vapor coagulante, o un líquido coagulante, a través de las agujas huecas, en el seno del material extrudido durante la extrusión, de tal manera que se forman en el material extrudido canales continuos y paralelos que se extienden en la dirección de extrusión, y la superficie exterior de la membrana se pone en contacto con agentes de coagulación, caracterizado por que la superficie exterior de la membrana, después de que ésta abandona la boquilla de extrusión, se pone primeramente en contacto con un agente de coagulación suave, con el fin de controlar el tamaño de los poros de la superficie exterior de la membrana y fijar la forma de la membrana sin que se forme una capa activa sobre la superficie exterior de la membrana, y, de forma subsiguiente, la membrana se pone en contacto con un agente de coagulación fuerte.

Description

Método para fabricar membranas de múltiples canales, membranas de múltiples canales y su uso en métodos de separación.
La presente invención se refiere a un método para fabricar membranas de múltiples canales por extrusión de una solución de un polímero que puede formar una membrana semi-permeable tras su coagulación. La invención se refiere adicionalmente a membranas que se pueden obtener utilizando este método, así como al uso de dichas membranas en técnicas de separación, filtrado y purificación.
Se conocen las membranas de materiales semi-permeables que están provistas de varios canales continuos.
El documento FR 2.616.812 A se refiere a un método para la fabricación de un material orgánico poroso, en particular de una membrana semi-permeable orgánica, por extrusión de una solución de un polímero y su coagulación, a una boquilla de extrusión para llevar a cabo dicho método, a las membranas que se obtienen y a los módulos de filtrado que contienen dichas membranas. De acuerdo con el documento FR 2.616.812 A, se extrude una solución de polímero a través de una boquilla de extrusión que está dotada de varios conductos o tubos independientes a través de los cuales se inyecta un líquido de tal manera que se forma un producto de extrusión que tiene varios canales longitudinales, y, de forma subsiguiente, se lleva a cabo su coagulación con el fin de formar el material orgánico poroso. Al utilizar una sustancia no disolvente para el polímero como líquido que se ha de inyectar, y guiar el producto de extrusión, inmediatamente después de abandonar la boquilla de extrusión, al interior de un baño que contiene una sustancia no disolvente, se forma una capa activa consistente en pequeños poros, tanto en los canales como sobre la superficie exterior de la membrana. De acuerdo con el documento FR 2.616.812 A, al hacer primero discurrir el producto de extrusión a través de un espacio de separación de aire, antes de guiarlo al interior de un baño que contiene una sustancia no disolvente, se obtiene una membrana que tiene tan solo una capa activa en los canales, y, al inyectar un líquido que no precipita el polímero y guiar el producto de extrusión, inmediatamente después de que abandone la boquilla de extrusión, al interior de un baño de una sustancia no disolvente, se obtiene una membrana que tiene una capa activa sobre la superficie exterior. Las membranas de múltiples canales de esta referencia pueden ser, por ejemplo, planas o cilíndricas.
Los documentos EP 0.375.003 A1 y EP 0.375.004 A1 se refieren a la fabricación de membranas semi-permeables orgánicas que están provistas de varios canales independientes, por medio del método del documento FR 2.616.812 A. Dichas referencias describen, en particular, las dimensiones de las boquillas de extrusión, las agujas presentes en ellas, las dimensiones de los canales y el espesor de pared de la membrana extrudida, la viscosidad y el volumen de la solución de polímero que se ha de extrudir y del líquido inyectado, y la longitud del espacio de separación de aire.
La mayor resistencia mecánica, la facilidad de manejo y la velocidad de producción más alta, así como la facilidad de uso en los módulos de filtrado, se mencionan en el documento FR 2.616.812 A como ventajas de las membranas de múltiples canales con respecto a las membranas de fibra hueca conoci-
das.
El documento FR 2.437.857 A se refiere a membranas de diálisis de celulosa que tienen la forma de fibras huecas y en las cuales se unen dos o más fibras huecas entre sí paralelamente a los ejes de las fibras. Dichas membranas se obtienen mediante el uso de una boquilla de extrusión provista de conductos a través de los cuales se inyecta un líquido que forma los canales.
El documento WO 81/02750 se refiere a la fabricación de una unidad de membrana de un material sintético semi-permeable y que está provista de un cierto número de canales tubulares paralelos, de tal manera que el material sintético se extrude a través de una boquilla de extrusión que está provista de un cierto número de hilos metálicos delgados o bien de un cierto número de conductos a través de los cuales se inyecta el líquido.
El documento DE 3.022.313 A1 se refiere a fibras huecas múltiples en las cuales las fibras huecas tienen varias cavidades independientes que se extienden en la longitud de la fibra hueca. Las múltiples fibras huecas se fabrican, ya sea adhiriendo unas a otras un cierto número de fibras huecas que tienen una cavidad, ya sea extrudiendo una fibra hueca que tiene varias cavidades, preferiblemente no más de cuatro. Las fibras huecas están destinadas a la diálisis.
Las membranas de diálisis anteriormente mencionadas, en particular las membranas para la diálisis de riñón, consisten en derivados de celulosa. La propiedad que caracteriza a dichas membranas es que la pared de la membrana es homogénea y, en consecuencia, es, en sí misma, responsable de la resistencia contra la permeabilidad al líquido. Debido a esto, la pared se fabrica tan delgada como sea posible, habitualmente del orden de 0,15 \mum. Debido a que en la diálisis no se ejerce ninguna diferencia de presiones, o apenas ninguna, sobre la membrana, dicha pared delgada no constituye ningún problema. En el ultra-filtrado y el micro-filtrado, por ejemplo, existe ciertamente una diferencia de presiones y la membrana tendrá que ser capaz de resistir una presión de al menos 3 bar. Las paredes delgadas de las membranas de diálisis no son resistentes a semejante presión.
Las membranas semi-permeables conocidas son guiadas al interior de un baño de coagulación tras su extrusión, ya sea directamente, ya sea después de discurrir a través de un espacio de separación de aire. En el primer caso, se forma siempre una capa de separación en la superficie exterior de la membrana, además de, posiblemente, una capa de separación formada en los canales. El uso de un espacio de separación de aire hace posible que se forme una membrana que tenga tan solo una capa de separación en el lado del canal. La longitud de dicho espacio de separación de aire ha de ser tal, que la estructura de la membrana quede lo suficientemente fija por el líquido de coagulación que se difunde desde los canales al interior del material de membrana extrudido, antes de que la membrana se introduzca en un baño de coagulación para la extracción adicional de los componentes solubles. Debido a la longitud del espacio de separación de aire, la membrana puede pandear por razón de su propio peso mientras se encuentra todavía en un estado substancialmente líquido. Como resultado de ello, se hace necesario utilizar soluciones de polímero de una viscosidad elevada, tal como se describe, por ejemplo, en los documentos FR 2.616.812 A, EP 0.375.003 A1 y EP 0.375.001 A1. Con el fin de obtener una solución de polímero de una viscosidad elevada, se utiliza una alta concentración de polímero y/o de aditivos de polímero. Como resultado, la coagulación se ralentiza puesto que dichos aditivos son difíciles de eliminar por aclarado. Una elevada concentración de polímero en la solución también proporciona una membrana que tiene un caudal de traspaso bajo. Además, un espacio de separación de aire más largo puede provocar que una forma fabricada en la superficie exterior desaparezca debido al flujo bajo la influencia de tensión superficial.
Con el uso de los métodos anteriormente descritos no es posible fabricar una membrana de una forma compleja, tal como una membrana plana de múltiples canales que tenga porciones rebajadas paralelas a los canales y en la que se forme una capa activa únicamente en los canales.
Los métodos en los que se lleva a cabo la coagulación desde uno de los lados de tal manera que la estructura de la membrana se fija antes de que la membrana alcance el baño de coagulación, adolecen de la desventaja de que no es posible producir espesores de pared mayores, de modo que los diámetros de los canales quedan fuertemente limitados.
Un objeto de la invención es, por tanto, proporcionar un método para la fabricación de membranas de múltiples canales que no adolezca de las desventajas anteriormente mencionadas.
Dicho propósito se alcanza, de acuerdo con la invención, por medio de un método para fabricar membranas de múltiples canales en el cual se extrude una solución de un polímero que forma una membrana semi-permeable tras su coagulación, a través de una boquilla de extrusión en la cual se han dispuesto varias agujas huecas, se inyecta un gas que contiene vapor coagulante, o un líquido coagulante, a través de las agujas huecas, en el seno del material extrudido durante la extrusión, de tal manera que se forman en el material extrudido canales continuos y paralelos que se extienden en la dirección de extrusión, y la superficie exterior de la membrana pone en contacto con los agentes de coagulación, caracterizado por que la superficie exterior de la membrana, después de que ésta abandona la boquilla de extrusión, se pone primero en contacto con un agente de coagulación suave, con el fin de controlar el tamaño de los poros de la superficie exterior de la membrana y fijar la forma de la membrana sin que se forme una capa activa sobre la superficie exterior de la membrana, y, de forma subsiguiente, la membrana se pone en contacto con un agente de coagulación fuerte.
Mediante el uso del método de acuerdo con la invención, es posible controlar el tamaño de los poros situados sobre la superficie exterior de la membrana y de los que se encuentran en los canales independientes unos de otros. Como resultado de ello, puede obtenerse una membrana que tiene una capa de separación en los canales en la que la superficie exterior, con respecto de la capa activa, no tiene, o apenas tiene, ninguna resistencia contra los flujos de líquido en, por ejemplo, el micro-filtrado o el ultra-filtra-
do.
En el método de acuerdo con la invención, la coagulación se produce desde dos lados, lo que da lugar a que las distancias de coagulación se reduzcan hasta en un factor de dos.
La distancia en que tiene que colgar de sí misma la membrana parcialmente líquida por encima del depósito de coagulación se hace mucho más pequeña, debido a que la mayor parte de la coagulación tiene lugar en el baño de coagulación / aclarado. En el baño de coagulación, la diferencia de pesos específicos entre la membrana y el baño es muy pequeña en el caso de los polímeros y disolventes habituales. El recorrido de coagulación (tiempo de permanencia) en dicho baño puede escogerse tan largo como sea necesario. En consecuencia, las soluciones de viscosidad ligera también pueden ser conformadas por extrusión. Se puso de manifiesto que, con el uso de los métodos de la presente invención, es posible formar membranas de múltiples canales a partir de soluciones de polímero de baja viscosidad de acuerdo con el documento WO 99/02248, las cuales, de conformidad con dicha referencia, tan solo son adecuadas para la fabricación de membranas planas sobre elementos portadores o de soporte, y no para la fabricación de membranas capilares. En una membrana obtenida con dicha solución ligera únicamente están presentes sustancias de bajo peso molecular que pueden ser extraídas con facilidad.
Con el método de la invención es posible fabricar formas, tales como porciones rebajadas paralelas a los canales que tienen una sección transversal más grande en el perímetro exterior de la membrana.
De acuerdo con una realización preferida del método de conformidad con la invención, se pone una solución para la que el agua es una sustancia no disolvente, en contacto con un vapor que tiene una tensión entre agua y vapor relativamente grande, como agente de coagulación suave, tras abandonar la boquilla de extrusión.
En este recorrido del vapor se difunde una cierta cantidad de agua en el seno de la capa exterior del material extrudido, de tal manera que se produce la separación superficial en ese lugar y se forma una estructura de poros más bastos. A continuación, la membrana se sumerge en agua, como consecuencia de lo cual se fija la estructura de la membrana.
De acuerdo con otra realización, se aplica un agente de coagulación suave sobre el material extrudido, por medio de una abertura de salida adicional, situada en la circunferencia de la boquilla de extrusión.
Al poner en contacto el material extrudido con un agente de coagulación suave tanto en los canales como en la superficie exterior, es posible obtener una membrana que tiene una capa activa consistente en poros microscópicos, tanto dentro de los canales como sobre la superficie exterior, en la cual se sitúa, entre dichas capas activas, una capa que tiene poros mayores.
La invención proporciona adicionalmente membranas obtenidas mediante el uso del método de la invención y en las cuales se ha dispuesto una capa activa en los canales, y en ella la superficie exterior, con respecto a la capa activa de los canales, no tiene, o apenas tiene, ninguna resistencia contra los flujos de líquido.
En una realización preferida, las membranas de acuerdo con la invención se dan con la forma de una membrana plana que tiene porciones rebajadas sin canales, que se extienden paralelamente a los cana-
les.
Dicha membrana resulta particularmente adecuada para su uso en elementos arrollados en espiral, tal como se describe en el documento US 4.756.835. Debido a la presencia de las porciones rebajadas carentes de canales, la membrana plana de la invención es menos rígida que las membranas planas conocidas y menos resistente al enrollamiento. Las membranas planas de múltiples canales tienen una cierta rigidez y, cuando se enrolla la membrana, ésta adopta un radio de curvatura a causa del cual, como consecuencia de la forma de la membrana, aparece un esfuerzo de tracción en uno de las caras y aparece una compresión en la otra cara, como resultado de lo cual los canales pueden ser deformados y es posible influir en los poros. Se puso de manifiesto que ya con un número limitado de porciones rebajadas podía obtenerse una membrana susceptible de ser bien enrollada. Al contrario que la membrana del documento US 4.756.835, que se confecciona a partir de láminas de membrana que tienen acanaladuras que se sitúan unas contra otras, la presente membrana se extrude de una sola vez. Como resultado, es posible obtener fácilmente canales circulares. Con el fin de conseguir esto en las membranas del documento US 4.756.835, las láminas de membrana tienen que disponerse extendidas unas sobre otras con gran precisión, lo cual es un problema con las láminas más grandes. Ello empeora aún más a la hora de fabricar un elemento arrollado en espiral, debido a que se producen entonces diferencias de longitud de camino entre la lámina de membrana interior y la lámina de membrana exterior, como consecuencia de lo cual las acanaladuras se desplazan unas con respecto de otras. La consecuencia es que se interrumpe la configuración de flujo óptima y se forman cavidades muertas. Las presentes membranas tienen, en relación con las membranas del documento US 4.756.835, la ventaja adicional de que no se produce la desestratificación o desprendimiento de las láminas que conduciría a grandes flujos de
fuga.
Una membrana arrollada en espiral y que tiene la capa activa en los canales presenta la ventaja de que es posible fabricar un elemento que tiene una membrana capilar del modo mucho más rápido y más eficaz que se utiliza para las membranas capilares, en tanto que se conserva el flujo mejor definido de un elemento capilar.
Otra realización preferida de la membrana de acuerdo con la invención es una membrana de múltiples canales cilíndricos en la cual la capa activa se ha dispuesto en los canales y en la que el área superficial de los canales es más de 1,5 veces el área superficial exterior, y la superficie exterior, con respecto a la capa activa de los canales, no tiene, o apenas tiene, ninguna resistencia a los flujos de líquido. Es posible montar una membrana cilíndrica que tiene un diámetro mayor y un número mayor de canales en un elemento de fibra hueca de una forma considerablemente más fácil, y ésta es mecánicamente más estable que un cierto número de membranas de fibra hueca individuales que presentan el mismo tamaño de canal. En una membrana cilíndrica que tiene un gran número de canales, la relación entre el área superficial total del canal y el área superficial exterior es grande. No hay ningún problema con las membranas de acuerdo con la invención debido a que la capa activa está situada en los canales. En caso de que existiera también una capa activa sobre la superficie exterior, la resistencia ante los flujos de líquido sería considera-
ble.
Debido a que se extrude una membrana que tiene varios canales de una sola vez, se obtiene una estabilidad mecánica mayor con respecto a canales individuales que tienen un mismo tamaño de canal.
Como resultado de la mayor estabilidad mecánica, las membranas de acuerdo con la presente invención resultan particularmente adecuadas para ser limpiadas por lavado de retorno. Esto significa que el sentido del filtrado se invierte periódicamente de tal forma que una posible capa de incrustación formada en los canales se levanta y puede ser extraída. Dicha técnica se utiliza principalmente en el ultra-filtrado y en el micro-filtrado.
El material de membrana es, preferiblemente, un polímero termoplástico soluble. Son conocidos por el experto polímeros adecuados. Ejemplos de ellos son las polisulfonas, las poli(éter-sulfonas), el cloruro de polivinilideno, el fluoruro de polivinilideno, el cloruro de polivinilo, el poliacrilonitrilo, etc. El polímero se disuelve antes de su extrusión en un disolvente habitual, y es posible añadir aditivos. Un disolvente habitual es la N-metilpirrolidona.
Son conocidos por el experto agentes de coagulación. Muchos de los agentes de coagulación que se utilizan son sustancias no disolventes para el polímero y que son miscibles con el disolvente. La elección de la sustancia no disolvente depende del polímero y del disolvente. Un disolvente que se utiliza mucho es la N-metilpirrolidona. Ejemplos de sustancias no disolventes para uso con este disolvente son el dimetilformaldehído, el dimetilsulfóxido y el agua.
La intensidad del agente de coagulación puede ajustarse a través de la elección de la combinación de sustancias disolvente / no disolvente y la proporción entre las sustancias disolvente / no disolvente. La coagulación puede también llevarse a cabo con un líquido que no guarda relación con el disolvente.
Es también posible formar una capa de separación mediante la aplicación de un revestimiento a los canales. Son bien conocidos por el experto materiales de revestimiento susceptibles de utilizarse para este fin. Un examen de materiales de revestimiento adecuados ha sido proporcionado por Robert J. Petersen en la publicación Journal of Membrane Science 83, 81-150 (1993).
El diámetro de los canales de las membranas de múltiples canales de la invención se encuentra comprendido entre 0,1 y 8 mm, y, preferiblemente, entre 0,1 y 6 mm. El espesor de las paredes se ajusta a la presión que se va a ejercer en los canales dependiendo del uso deseado, tal como, por ejemplo, micro-filtrado, ultra-filtrado, nano-filtrado, separación de gases y ósmosis inversa. En general, el espesor de las paredes está comprendido entre 0,05 y 1,5 mm, y, preferiblemente, entre 0,1 y 0,5 mm. Las membranas cilíndricas contienen al menos cuatro canales, y, preferiblemente, entre 7 y 19. El diámetro de la membrana cilíndrica generalmente está comprendido entre 1 y 20 mm, y, preferiblemente, entre 2 y 10 mm.
Las posiciones de las porciones rebajadas que, de acuerdo con la invención, se han proporcionado en las membranas planas al objeto de que puedan ser enrolladas mejor, dependen del radio de curvatura que se desee. Debido a que en un elemento arrollado en espiral la curvatura cerca del eje es más pequeña que al apartarse adicionalmente del eje, pueden hacerse menos porciones rebajadas en la parte que está alejada adicionalmente del eje que en la parte cercana al eje. Preferiblemente, las porciones rebajadas se hacen en los bordes de la membrana con el fin de impedir la deformación de los canales exteriores. Las porciones rebajadas se hacen, preferiblemente, en posiciones opuestas entre sí, en las superficies superior e inferior de la membrana. La profundidad de la porción rebajada está comprendida generalmente entre el 10 y el 45% del espesor de la membrana, por ejemplo, entre el 20 y el 40%, y su anchura es entre 0,5 y 6 veces, y, preferiblemente, entre 1 y 3 veces, el diámetro del canal.
La Figura 1 muestra una vista esquemática de la sección transversal de una membrana plana que tiene porciones rebajadas de acuerdo con la invención. En la Figura 1, la referencia numérica 1 se refiere a la membrana, la referencia numérica 2 indica un canal y la referencia numérica 3 se refiere a una porción rebajada. La Figura 2 muestra esquemáticamente una sección transversal de la estructura de la membrana en torno a un canal. En la Figura 2, la referencia numérica 1 indica la membrana, la referencia numérica 2 designa un canal, la referencia numérica 4 se refiere a la capa activa que se ha dispuesto en los canales, y la referencia numérica 5 designa la capa de tamaño de poro controlado dispuesta sobre la superficie exterior, la cual, con respecto a la capa activa de los canales, no tiene, o apenas tiene, ninguna resistencia a los flujos de líquido.
Ejemplo 1 Membrana plana
Se extrudió una solución polimérica del 20% de poli(éter-sulfona), 9% de polivinilpirrolidona (PVP) (ISP, K90), 10% de glicerina y 61% de N-metilpirrolidona (NMP) a través de una boquilla de extrusión rectangular con una anchura de 200 mm y 160 agujas de 0,8 mm, que tenía, en la posición de las agujas, un espesor de 1,2 mm y que estaba provista de tres porciones elevadas con un espesor de 0,4 mm y una longitud de 2 mm en las posiciones a distancias de 10, 50 y 100 m desde el borde.
Se inyectó una solución del 40% de NMP y el 60% de agua a través de las agujas, como consecuencia de lo cual se formaron canales en la solución polimérica. El diámetro de los canales era de 0,9 mm, el espesor de las porciones que tenían canales era de 1,3 mm y las porciones rebajadas eran de 0,4 mm de espe-
sor.
La velocidad de extrusión era de 7 m/min, el baño de coagulación tenía una temperatura de 80ºC y la longitud del recorrido a través del vapor era de 20 cm (vapor de agua que tenía una humedad relativa de entre el 80 y el 100% a 60ºC).
Después de aclarar y eliminar la PVP superflua se obtuvo una membrana con un caudal de traspaso de 1.350 l/m^{2}/h/bar (en relación con los canales). El valor de interrupción o corte era de 120.000 D. Los poros de la superficie exterior eran de 2 micras.
La lámina de membrana era muy fácilmente flexible en las acanaladuras y adecuada para su fabricación con arrollamiento en espiral.
Ejemplo 2 Membrana plana
Se extrudió una membrana del mismo modo que en el ejemplo 1, pero ahora con el 52% de NMP y el 48% de agua como líquido de extrusión. Tras el tratamiento se obtuvo una membrana con un caudal de traspaso de 2.500 l/m^{2}/h/bar y un tamaño de los poros de 0,1 micras. Los poros de la superficie exterior eran de 2 micras. Esta lámina de membrana era asimismo adecuada para su fabricación con arrollamiento en espiral.
Ejemplo 3 Membrana cilíndrica
Se extrudió una solución polimérica del 20% de poli(éter-sulfona) (Amoco Radel A100), 9% de polivinilpirrolidona (ISP, K90), 10% de glicerina y 61% de N-metilpirrolidona (NMP) a través de una boquilla de extrusión que tenía un diámetro de 3,4 mm y 7 agujas de 0,8 mm.
Se inyectó una solución del 40% de NMP y el 60% de agua a través de las agujas, como resultado de lo cual se formaron canales en la solución polimérica. El diámetro de los canales era 0,9 mm, y el diámetro total era 3,4 mm.
La velocidad de extrusión era 7 m/min, el baño de coagulación tenía una temperatura de 80ºC, y la longitud del recorrido a través del vapor de agua era 20 cm.
Tras el aclarado y la eliminación de la PVP superflua se obtuvo una membrana que presentaba un caudal de traspaso de 1.400 l/m^{2}/h/bar (en relación con los canales). El valor de corte era 125.000 D. Los poros de la superficie exterior eran de 2 micras.
Ejemplo 4 Membrana cilíndrica
Se extrudió una membrana de la misma manera que en el ejemplo 3, pero ahora con el 52% de NMP y el 48% de agua como líquido de inyección. Después del tratamiento se obtuvo una membrana que tenía un caudal de traspaso de 3.000 l/m^{2}/h/bar y un tamaño de los poros de 0,1 micras. Los poros de la superficie exterior eran de 2 micras.
Ejemplo 5 Membrana cilíndrica
Se extrudió una solución polimérica del 15% de poli(éter-sulfona) (Amoco Radel A100), 38% de ácido propiónico y 47% de N-metilpirrolidona a través de una boquilla de extrusión tal como la utilizada en el ejemplo 3. La solución tenía una viscosidad de aproximadamente 100 cP. Se inyectó una solución del 10% de NMP en el 90% de agua a través de las agujas, como resultado de lo cual se formaron canales en la solución de polímero extrudida. El diámetro de los canales era 1 mm y el diámetro total era 4,1 mm. La velocidad de extrusión era 7 m/min, el baño de coagulación tenía una temperatura de 70ºC y la longitud del recorrido a través del vapor de agua era 10 cm. Tras el aclarado se obtuvo una membrana que presentaba un caudal de traspaso de 800 l/m^{2}/h/bar. El valor de corte era 30.000 Dalton. Los poros de la superficie exterior eran de 0,5 micras.

Claims (10)

1. Un método para la fabricación de membranas de múltiples canales en el cual se extrude una solución de un polímero que forma una membrana semi-permeable tras su coagulación, a través de una boquilla de extrusión en la cual se han dispuesto varias agujas huecas, se inyecta un gas que contiene vapor coagulante, o un líquido coagulante, a través de las agujas huecas, en el seno del material extrudido durante la extrusión, de tal manera que se forman en el material extrudido canales continuos y paralelos que se extienden en la dirección de extrusión, y la superficie exterior de la membrana se pone en contacto con agentes de coagulación, caracterizado porque la superficie exterior de la membrana, después de que ésta abandona la boquilla de extrusión, se pone primeramente en contacto con un agente de coagulación suave, con el fin de controlar el tamaño de los poros de la superficie exterior de la membrana y fijar la forma de la membrana sin que se forme una capa activa sobre la superficie exterior de la membrana, y, de forma subsiguiente, la membrana se pone en contacto con un agente de coagulación fuerte.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el agente de coagulación suave es vapor de agua.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el agente de coagulación suave es un líquido que se aplica sobre el material extrudido por medio de una abertura de salida adicional, situada en la circunferencia de la boquilla de extrusión.
4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el cual se ha fabricado mediante revestimiento, sobre el lado del canal, una capa de separación (adicional).
5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la boquilla de extrusión situada en la circunferencia se ha dotado de porciones resaltadas o elevadas, de tal manera que se obtiene una membrana que tiene porciones rebajadas en el perímetro exterior que se extienden en la dirección de extrusión.
6. Membranas de múltiples canales susceptibles de obtenerse por el método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en las cuales se ha dispuesto una capa activa en los canales y la superficie exterior, con respecto a la capa activa de los canales, no tiene, o apenas tiene, ninguna resistencia contra los flujos de líquido.
7. Una membrana de múltiples canales susceptible de obtenerse por el método de acuerdo con la reivindicación 5 con la forma de una membrana plana que tiene porciones rebajadas y carentes de canales, que se extienden paralelamente a los canales, en la cual se ha dispuesto una capa activa en los canales y la superficie exterior, con respecto a la capa activa, no tiene, o apenas tiene, resistencia contra los flujos de líquido.
8. Una membrana de múltiples canales de acuerdo con la reivindicación 6, que tiene la forma de una membrana cilíndrica que está provista de cuatro o más canales.
9. Un elemento de filtrado arrollado en espiral, que contiene una o más membranas planas de acuerdo con la reivindicación 7, que están arrolladas en torno a un eje central y que tienen los canales en la dirección del eje del arrollamiento.
10. El uso de una membrana de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8, ó de un elemento de acuerdo con la reivindicación 9, en el filtrado de sólidos o partículas suspendidas, o en la separación de solutos y líquidos, de líquidos y líquidos, y de líquidos y gases, así como de gases y gases.
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