ES2292224T3 - Modulo de membrana de filtracion. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN MODULO DE MEMBRANA DE FILTRADO CAPILAR, QUE COMPRENDE UN ALOJAMIENTO DE FILTRO PROVISTO DE UNA ENTRADA, UNA SALIDA Y UN COMPARTIMENTO DE MEMBRANA QUE ACOMODA UN CONJUNTO DE MEMBRANAS DE FILTRADO CAPILAR, LAS MEMBRANAS DE FILTRADO ESTAN ENCERRADAS EN AMBOS EXTREMOS DEL MODULO DE MEMBRANA EN DISPOSITIVOS DE SUJECION DE MEMBRANAS, Y EL COMPARTIMENTO DE MEMBRANA ESTA PROVISTO DE CONDUCTO DE DESCARGA ACOPLADOS A LA SALIDA PARA EL TRANSPORTE DEL INFILTRADO. LOS CONDUCTOS DE DESCARGA COMPRENDEN AL MENOS UNA LAMINILLA DE DESCARGA Y SE DISPONEN EN EL COMPARTIMENTO DE LA MEMBRANA EXTENDIENDOSE BASICAMENTE EN LA DIRECCION LONGITUDINAL DE LA MEMBRANA DE FILTRADO CAPILAR.
Description
Módulo de membrana de filtración.
La presente invención se refiere a un módulo de
membranas de filtración capilar, que comprende un cuerpo envolvente
de filtro dotado de una entrada, una salida y un compartimento de
membranas que aloja un haz de membranas de filtración capilar,
estando revestidas dichas membranas de filtración en ambos extremos
del módulo de membranas por soportes de membranas, y estando dicho
compartimento de membranas dotado de conductos de descarga acoplados
a la salida para el transporte del permeado.
Se da a conocer un módulo de membranas de
filtración de este tipo en la solicitud de patente WO 98/20962 A de
los presentes solicitantes, que está bajo el artículo 54(3)
de la EPC. Los conductos de descarga en forma de tuberías de
descarga descritos en esta patente son una mejora considerable, en
referencia al transporte del líquido que ha pasado a través de la
pared de la membrana (el permeado) a la salida del módulo de
membranas. Éstos impiden en gran medida, aunque no totalmente, las
corrientes de flujo locales extremadamente fuertes que podrían
dañar o perforar las membranas capilares. En la dirección
transversal del módulo las tuberías de descarga ocupan mucho
espacio, a expensas del número de membranas capilares que pueden
caber dentro del módulo de membranas. Menos membranas capilares dan
como resultado una capacidad reducida de filtración del módulo de
membranas.
La Patente
EP-A-0217759 da a conocer mejoras en
oxigenadores de fibras huecas para sangre.
Es el objetivo de la presente invención la
eliminación de las desventajas anteriormente mencionadas. A este
fin, la presente invención da a conocer un módulo de membranas de
filtración, en el que los conductos de descarga comprenden, como
mínimo, una lámina de descarga dispuesta en el compartimento de
membranas y que se extiende sustancialmente en la dirección
longitudinal de las membranas de filtración capilar, y en el que la
longitud de la lámina o láminas de descarga es sustancialmente
igual a la longitud del compartimento de membranas.
Las láminas de descarga se pueden hacer mucho
más delgadas que la anchura de las tuberías de descarga conocidas,
a una capacidad de descarga equivalente, de modo que se pueden
alojar más membranas de filtración capilar en el módulo de
membranas. El módulo de membranas según la presente invención tiene
la ventaja adicional de que a través de las láminas de descarga el
permeado fluye hacia la salida incluso de forma más uniforme que en
los casos en los que se utilizan tuberías de descarga. De este modo,
las fuerzas ejercidas sobre las membranas de filtración capilares
se distribuirán mejor. Además, durante el enjuague periódico para
eliminar la contaminación de la pared de la membrana y/o fuera de
la misma, que se realiza invirtiendo la dirección de flujo del
líquido, las membranas de filtración capilar se enjuagan mejor y
más uniformemente en su longitud total. Esto mejora la limpieza de
la pared de la membrana de filtración capilar, prolongando su vida
útil y proporcionando una mejor garantía de mantenimiento de la
capacidad de filtración. Habitualmente, se añaden productos químicos
al líquido de enjuague para aumentar la eficacia de limpieza. La
aplicación de las láminas de descarga da como resultado una
descarga claramente mejorada de dichos productos químicos del módulo
de membranas.
Para lograr una capacidad máxima de descarga, la
longitud de las láminas de descarga es sustancialmente igual a la
longitud del compartimento de membranas. Esto promueve también un
flujo uniforme de permeado y del líquido de enjuague en el
compartimento de membranas.
En una forma de realización preferente, las
láminas de descarga son onduladas, extendiéndose las ondulaciones
sustancialmente perpendiculares a la dirección longitudinal de las
membranas de filtración capilar. Las ondulaciones pueden servir
para la descarga y el suministro del permeado y del líquido de
enjuague, respectivamente. Las membranas de filtración capilar no
llenarán el espacio dentro de dicha ondulación, de modo que se
proporciona en el interior de la ondulación un conducto de paso
libre del permeado y del líquido de enjuague a la salida.
Preferentemente, las partes superiores de las
ondulaciones de las láminas de descarga dirigidas hacia la membrana
de filtración capilar son sustancialmente planas. De esta manera, la
membrana de filtración capilar se apoya contra las partes
sustancialmente planas de las láminas de descarga. De esta manera,
las fuerzas que las láminas de descarga ejercen durante la
utilización en las membranas de filtración capilar están
distribuidas en un área superficial más grande y, de este modo, se
reduce la posibilidad de dañar o de agujerear las membranas de
filtración capilar.
En otra realización posible, las láminas de
descarga son de pared doble, estando dotadas las paredes de, como
mínimo, una abertura de salida al compartimento de membranas. En
este caso, el permeado puede fluir a través de las aberturas de
salida al espacio entre las paredes de las láminas de descarga, para
ser transportado posteriormente a través de dicho espacio hacia la
salida. Las paredes serán sustancialmente planas, de modo que las
fuerzas ejercidas por las paredes en las membranas de filtración
capilar se distribuyen sobre un área superficial grande y, de este
modo, están mejor distribuidas.
En este momento, la presente invención se
aclarará con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales las
partes idénticas o similares se indican por los mismos números de
referencia, y en los cuales:
- La figura 1 es una sección longitudinal de un
módulo de membranas de filtración;
- Las figuras 2 y 3 muestran una sección
transversal de los módulos de membranas de filtración, según la
presente invención, que tienen una lámina de descarga ondulada y de
pared doble, respectivamente;
- Las figuras 4a y 4b muestran, respectivamente,
una vista lateral parcial y una sección transversal parcial de una
lámina de descarga ondulada; y
- Las figuras 5a y 5b muestran,
respectivamente, una vista lateral parcial y una sección transversal
parcial de una lámina de descarga de pared doble.
La realización del módulo de membranas de
filtración capilar mostrada en la figura 1 comprende un cuerpo
envolvente de filtro (10) dotada de un compartimento de membranas
(20) que aloja un haz de membranas de filtración capilar (21). En
la práctica, dichas membranas de filtración capilar serán
generalmente membranas de micro o ultrafiltración. El compartimento
de membranas (20) se dispone un compartimento de descarga (40)
localizado en el centro. Además, se disponen las tuberías formando
los conductos de alimentación (50) para la alimentación del líquido
que se va a filtrar al otro lado del módulo de membranas. Esto es
ventajoso cuando se disponen módulos de membranas diferentes
conectados en serie en un recipiente a presión. En los extremos del
módulo de membranas, las membranas de filtración capilar (21) se
revisten de los soportes de membranas (30) que cierran el espacio
entre las membranas de filtración capilar (21), el cuerpo envolvente
de filtro (10), el compartimento de descarga (40) y los conductos
de alimentación (50). En la realización mostrada, los soportes de
membranas (30) comprenden una resina dispuesta en el módulo de
membranas, en la que se encajan las membranas de filtración
capilares (21). Como mínimo, un extremo de las membranas de
filtración capilar tiene que estar abierto.
Las figuras 2 y 3 muestran dos secciones
transversales posibles del módulo de membranas de la figura 1. Las
figuras muestran, respectivamente, las láminas de descarga (61) y
(62). El espacio definido por los cuatro conductos de alimentación
(50) ilustrados forma el compartimento de descarga (40). Como se
puede observar, las láminas de descarga se dirigen hacia la salida,
en forma de compartimento de descarga (40), y se extienden
aproximadamente paralelas a las membranas de filtración capilar
(21). La longitud de las láminas de descarga es sustancialmente
igual a la longitud del compartimento de membranas (20), aunque este
último no se muestra en las figuras.
En las figuras 4a y 4b, las láminas de descarga
(61) ilustradas en la figura 2 se muestran, respectivamente, como
vista lateral y sección transversal. Las láminas de descarga (61)
son onduladas, con la ondulación discurriendo sustancialmente en
perpendicular a la dirección longitudinal de la membrana de
filtración capilar (21). En la sección transversal, las
ondulaciones tienen aproximadamente un patrón de onda cuadrada.
Aquellas partes de la ondulación que entran en contacto con la
membrana de filtración capilar son planas. Cualquier fuerza
ejercida durante la utilización por las láminas de descarga en las
membranas de filtración capilar se distribuye sobre un área de
superficie de la lámina de descarga considerable. Por consiguiente,
la posibilidad de dañar o de agujerear las membranas de filtración
capilar es muy leve. A efectos de reducir aún más esta posibilidad,
la transición entre la parte longitudinal de la ondulación y la
parte transversal es redondeada.
En las figuras 5a y 5b se muestran las láminas
de descarga (62) de la figura 3, respectivamente, como vista
lateral y sección transversal. Dichas láminas de descarga son de
pared doble, y las paredes se dotan de aberturas de salida al
compartimento de membranas. En las láminas de descarga (62), la
membrana de filtración capilar (21) en el compartimento de
membranas también se apoya contra las partes sustancialmente planas
de las láminas de descarga (62), a efectos de impedir el daño o el
agujereado de las membranas de filtración capilar (21). Entre sus
paredes, se dota a las láminas de descarga (62) de elementos de
acoplamiento (no mostrados) para sostener las dos paredes entre sí
para formar una unidad.
La distribución y la forma de las aberturas de
salida pueden ser diferentes a las mostradas en la figura 5. En la
realización mostrada, para aumentar el área que descarga de las
láminas de descarga (62) en forma de aberturas de salida, se puede,
por ejemplo, dotar de más o mayores aberturas de salida dirigidas
hacia el lado exterior del módulo de membranas. El número de
membranas de filtración capilar aumenta hacia la parte exterior del
módulo de membranas; por lo tanto, un área de descarga más grande en
el lado respectivo de las láminas de descarga podría ser útil.
La totalidad del conjunto de los conductos de
alimentación y de las láminas de descarga, tal como se muestra en
la presente realización, se puede montar durante la fabricación, por
ejemplo, fijando las tuberías que forman los conductos de
alimentación alrededor de aros con la ayuda de medios de sujeción
que se conocen como tales, de modo que se forma un surco entre los
conductos de alimentación individuales. A continuación, las láminas
de descarga se pueden insertar y afianzar en dichos surcos. Sin
embargo, es esencial formar una comunicación abierta a través del
surco, desde el compartimento de membranas al compartimento de
descarga. En el caso de la lámina de descarga ondulada (61), la
comunicación abierta se forma a través del lado interior de las
ondulaciones; en el caso de la lámina de descarga de pared doble
(62) la comunicación abierta se forma a través del espacio entre
las paredes de la lámina de descarga y las aberturas de salida en
las paredes.
Debe destacarse que también es posible utilizar
una lámina de descarga de pared única, totalmente plana, a
condición de que se cree una comunicación abierta a través del
surco. En el caso de la lámina plana, esto se puede lograr
colocando estratégicamente separadores en la lámina de descarga, o
dentro del surco en las tuberías de los conductos de
alimentación.
No es necesario proporcionar un compartimento
central de descarga. Por ejemplo, dicho compartimento de descarga
puede comprender también tuberías distribuidas dentro del
compartimento de membranas, o se pueden disponer de forma anular o
de alguna otra forma en el exterior del compartimento de membranas.
Asimismo, no es necesario proporcionar conductos de
alimentación.
Durante la utilización, el líquido a filtrar
fluye dentro de las membranas de filtración capilar (21). Por medio
de las láminas de descarga (61) ó (62), el líquido que pasa a través
de la pared de la membrana, el permeado, entra en este momento en
el compartimento de descarga (40), desde donde puede ser
transportado posteriormente. En el caso de las láminas de descarga
(61), el permeado se transporta a través de la ondulación; en el
caso de las láminas de descarga (62), el permeado se transporta a
través de las aberturas de salida y del espacio entre las láminas
de pared doble. En este momento, el permeado fluye de forma
extremadamente uniforme desde las membranas de filtración capilar
(21) en la dirección de las láminas de descarga, sin corrientes
locales de flujo fuertes.
El enjuague periódico de la pared de la membrana
se realiza con el flujo de líquido en sentido inverso. En este
caso, el líquido de enjuague se suministra a través del
compartimento de descarga y se transporta a través de las láminas
de descarga al compartimento de membranas. El líquido pasará en este
caso a través de la pared de la membrana del lado exterior al
interior de la membrana de filtración capilar, llevando con él la
contaminación depositada detrás de la pared de la membrana y/o
sobre la misma. Al usar las láminas de descarga, el suministro de
líquido de enjuague es extremadamente uniforme a lo largo de toda la
longitud de la membrana de filtración capilar, sin corrientes de
flujo o remolinos locales fuertes.
El cuerpo envolvente del filtro, el
compartimento de descarga, los conductos de alimentación, las
láminas y similares deben fabricarse de un material que sea inerte
al líquido que se filtrará. Este material puede ser, por ejemplo,
un material plástico tal como PVC o nylon, pero es también posible
un metal u otro material. Generalmente, sin embargo, se prefiere un
material plástico adecuado, puesto que éste se puede procesar más
fácilmente y de forma más barata.
Claims (4)
1. Módulo de membranas de filtración capilar,
que comprende un cuerpo envolvente de filtro (10) dotado de una
entrada, una salida y un compartimento de membranas (20) que aloja
un haz de membranas de filtración capilar (21), estando revestidas
dichas membranas de filtración (21) en ambos extremos del módulo de
membranas por soportes de membranas (30), y estando dicho
compartimento de membranas (20) dotado de conductos de descarga
acoplados a la salida para el transporte del permeado, en el que los
conductos de descarga comprenden, como mínimo, una lámina de
descarga (61) dispuesta en el compartimento de membranas (20) que se
extiende sustancialmente en la dirección longitudinal de las
membranas de filtración capilar (21) y en el que
la longitud de la lámina o láminas de descarga
(61) es sustancialmente igual a la longitud del compartimento de
membranas (20).
2. Módulo de membranas de filtración capilar,
según la reivindicación 1, en el que las láminas de descarga (61)
son onduladas, extendiéndose las ondulaciones de forma
sustancialmente perpendicular a la dirección longitudinal de las
membranas de filtración capilar.
3. Módulo de membranas de filtración capilar,
según la reivindicación 2, en el que preferentemente, los extremos
superiores de las ondulaciones de las láminas de descarga (61)
dirigidas hacia la membrana de filtración capilar son
sustancialmente planos.
4. Módulo de membranas de filtración capilar,
según la reivindicación 1, en el que las láminas de descarga (61)
son de pared doble, estando dotadas las paredes de, como mínimo, una
abertura de salida al compartimento de membranas.
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| EP0937492A3 (en) | 2000-01-12 |
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