MX2007007774A

MX2007007774A - Tarjeta de membrana y metodo para la produccion y uso de la misma.

Info

Publication number: MX2007007774A
Application number: MX2007007774A
Authority: MX
Inventors: Andrey Viktorovich Desyatov; Igor Mikhailovich Izvolsky; Alexei Valerievich Egorov
Original assignee: Dressel Pte Ltd Company
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2007-11-12
Also published as: CA2594088A1; NO20073777L; EA200701347A1; JP2008525180A; WO2006075926A8; WO2006075926A1; EA011832B1; AP2007004070A0; EP1849516A1; US20090057222A1; EP1849516A4; IS8653A; IL184076A0; AU2004326273A1; BRPI0419241A

Abstract

Se proporcionan procesos para producir membranas acanaladas porosas, tarjetas de membrana, paquetes de membrana, elementos de separacion, unidades de separacion y sistemas de separacion, para usar los mismos para la separacion de materiales de fluidos, y para determinar el diametro de poro maximo de la membrana. Las membranas acanaladas porosas son producidas exponiendo una pelicula polimerica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la pelicula una densidad de canales, producir por ataque quimico poros en la pelicula acanalada resultante con una solucion de ataque quimico para proporcionar a la pelicula una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales y laminar la membrana acanalada porosa resultante a un soporte poroso por medio de un adhesivo para producir tarjetas de membrana. Los paquetes de membrana y el turbulizador son enrollados espiralmente alrededor de un tubo de recoleccion de fluido para formar una unidad de separacion. La unidad de separacion esta incluida en un sistema de separacion con un acumulador de fluido procesado, tubos para la alimentacion, fluidos no procesado y procesado, transductores de presion en comunicacion fluidica con los tubos para los fluidos procesado y no procesado para controlar la temporizacion del retrolavado del sistema de separacion cuando las membranas alcancen un alto nivel de retencion de los materiales separados del fluido original o de alimentacion.

Description

TARJETA DE MEMBRANA Y MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN Y USO DE LA MISMA Campo de la Invención La presente invención se relaciona con el amplio campo de la separación de materiales de varios tamaños de un fluido. De manera más particular, se relaciona con procesos para producir membranas, paquetes de membrana y elementos de separación para separar esos materiales de fluidos, métodos para el control de calidad de esas membranas, y sistemas más eficientes para la separación de materiales de fluidos.

Antecedentes de la Invención Los primeros veinte siglos pueden ser recordados como un periodo de cambio climático descontrolado que dieron como resultado numerosos efectos adversos sobre la población humana. Uno de los efectos adversos es un número de sequías severas en áreas del mundo que no habían experimentado esas sequías. Se cree que este es el resultado de enormes requerimientos de agua potable fresca adicional. De manera incuestionable, el agua potable fresca es el compuesto más importante sobre la tierra, sin agua toda la vida cesa. Existe una vasta técnica anterior sobre la separación de materiales indeseables de agua cruda, no tratada, para producir agua potable fresca. Los sistemas de filtración son usados para remover partículas de varios tamaños de agua cruda dando como resultado agua tratada que contiene sales disueltas, principalmente cloruro de sodio. Se usan sistemas para la desalinización de agua de mar o desmineralización de agua salobre. Por ejemplo, la osmosis inversa o sistema de separación de membrana de hiperfiltración remueve materiales como las sales disueltas en el intervalo de 1 a 10 unidades Angstrom e incluyen compuestos químicos con pesos moleculares de aproximadamente 180 a 15,000, los sistemas de nanofiltración remueven materiales en el intervalo de 10 a 100 unidades Angstrom, los sistemas de ultrafiltración remueven materiales en el intervalo de 30 a 1100 unidades Angstrom que incluyen macromoléculas de peso molecular de 10,000 hasta 250,000, y los sistemas de microfiltración remueven materiales en el intervalo de 500 unidades Angstroms hasta 20,000 unidades Angstroms (de 0.05 a 2 µm) ; véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 6,540,915. Esos sistemas de separación de membrana típicamente usan paquetes o módulos de membrana del tipo enrollada espiralmente, lo cual da como resultado una baja pérdida de presión y pueden ser fabricados a un costo relativamente bajo. En general, el paquete de membrana del tipo enrollado espiralmente se forma de membranas de separación del tipo enrolladas espiralmente que incluyen membranas de nanofiltración, membranas de ultrafiltración o membranas de microfiltración; véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 6,565,747. El tipo específico de sistema de desalinización usado depende de la naturaleza y cantidad de las impurezas en el agua. Por ejemplo, puede ser necesario remover del agua impurezas en forma particulada y en solución. El objetivo es purificar el agua de modo que contenga cantidades suficientemente bajas de partículas suspendidas, microbios suspendidos y sales disueltas para satisfacer los requerimientos de calidad del agua para beber, producción de alimentos y bebidas, irrigación agrícola y otros usos industriales; véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 6,793,824. Otros procesos para la purificación de agua además de la osmosis inversa incluyen la filtración y destilación. En los procesos de filtración de partículas convencionales, las impurezas en forma particulada de más de aproximadamente 10 µm, como partículas inorgánicas suspendidas, son removidas usando construcciones porosas como redes de tejido de punto, telas tejidas o no tejidas. En casos donde deben ser filtradas partículas muy pequeñas, se usan membranas poliméricas las cuales son semipermeables o microporosas, es decir, que las membranas tienen orificios muy pequeños producidos por ataque químico a través de la membrana. Además de la vasta técnica anterior para la desalinización de agua de mar o desmineralización de agua salobre para acabar con la escasez de agua, son bien conocidos sistemas de separación para preparar agua ultrapura para la industria electrónica y el campo medicinal, reciclaje de aguas residuales y separación, purificación y concentración de fluidos en los campos de alimentos, medicina y productos químicos finos; véase la Patente Estadounidense No. 6,565,747. En general, los sistemas de separación son usados para separar materiales indeseables y deseables de fluidos. Los materiales a ser removidos por los procesos de separación incluyen sólidos suspendidos, sólidos disueltos, contaminantes, sales, material biológico, aceite emulsificado y materiales similares removidos de fluidos como el agua, la sangre, petróleo y similares. Las membranas de acetato de celulosa modificadas con perfluoroacilo de película delgada laminada sobre un soporte poroso pueden ser usadas en la desalinización de agua de mar, ultrafiltración, microfiltración y diálisis renal, pero preferiblemente se usan en la separación de gas; véase la Patente Estadounidense No. 4,549,012. Un proceso de la técnica anterior para producir las membranas usadas para la ultrafiltración y microfiltración incluye los pasos de extrusión, termoestiramiento y enfriamiento controlado. Los ejemplos de materiales usados en esas membranas incluyen politetrafluoroetileno, polipropileno y polietileno; microporosos véase la Patente Estadounidense No. 6,540,915. Varias membranas de separación se instalan en unidades de ultrafiltración y microfiltración, las cuales son, a su vez, colocadas en sistemas que son usados para filtrar selectivamente materiales, incluyendo compuestos químicos de varios tamaños y pesos moleculares. Esto se efectúa manipulando los tamaños de poro de esas membranas al intervalo de tamaño deseado dependiendo del tipo de separación deseada. Se conocen sistemas de ultrafiltración donde se logra una mayor eficiencia de filtración debido al lavado de las membranas con la ayuda de acumuladores hidráulicos usando interruptores vibratorios; véase el Certificado de Invención de la USSR No. 1667912 del 7 de Agosto de 1991, Boletín No. 29, protegido por derechos de autor. Sin embargo, esos sistemas tienen la desventaja de ser complicados en diseño y dar como resultado altos costos de filtración.

Otros sistemas de filtración de fluidos de la técnica anterior son descritos y reclamados en la Patente de la Federación Rusa No. 2144422 del 20 de Enero de 2000, Boletín No. 2. Esos sistemas de filtración de fluido incluyen filtros, acumuladores hidráulicos para el lavado de los filtros, tubos para la fuente, y fluidos procesados y no procesados con válvulas de regulación, bombas de agua de fuente, válvulas eléctricas de lavado y temporizadores. Esos sistemas reportados tienen la ventaja de prolongar la vida del filtro debido al lavado de flujo inverso del agua procesada, el lavado procede sin interrupción del sistema; el paso de lavado es implementado por el equipo que se reporta es simple de fabricar y de operación. Sin embargo, las desventajas de esos sistemas de filtración son que las bombas de operación producen presión extra en los filtros durante el paso de lavado, lo que reduce la diferencia de presión a través de cada uno de los sistemas, dando como resultado una disminución en la eficiencia del sistema. El lavado es realizado de acuerdo a un diagrama de temporización previamente especificado que no toma en cuenta la composición del agua original, es decir, la concentración de las partículas suspendidas, el tipo de contaminantes y similares, ni la posible variación que ocurra durante el proceso de filtración. Esas desventajas pueden dar como resultado el consumo excesivo de fluido procesado para el lavado, o una rápida disminución de la permeabilidad del filtro debido al tiempo demasiado excesivo entre las nivelaciones . En el futuro cercano, las predicciones indican que existirá la necesidad crítica de sistemas de purificación y separación de agua de mayor eficiencia. También existe la necesidad de sistemas para la separación de una amplia variedad de materiales de fluidos diferentes al agua y para procesos para producir membranas porosas, paquetes de membranas y elementos de separación mejorados para esos sistemas de separación.

Sumario de la Invención La presente invención proporciona procesos para producir membranas acanaladas porosas, tarjetas de membrana, paquetes de membrana, elementos de separación, unidades de separación y sistemas de separación para usar los mismos para la separación de materiales de fluidos, y para determinar el diámetro de poro máximo de membranas . En una modalidad de la presente invención, se proporciona un proceso para producir membranas acanaladas porosas exponiendo una película polimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales, producir por ataque químico poros en la película acanalada resultante con una solución de ataque químico para producir la película polimérica con una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales y laminar la membrana acanalada porosa resultante a un soporte poroso por medio de un adhesivo para producir tarjetas de membrana. En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un proceso para producir unidades de separación enrollando espiralmente paquetes de membrana y un turbulizador alrededor de un tubo de recolección de fluido. En otra modalidad más de la presente invención, se describe un proceso en el cual las unidades de separación son incluidas en sistemas de separación con un acumulador de fluido procesado, tubos para la fuente, fluidos no procesados y procesados, transductores de presión en comunicación fluídica con los tubos para los fluidos procesados y no procesados para controlar la temporización del retrolavado del sistema de separación cuando las membranas alcancen un alto nivel de retención de materiales separados del fluido original. En otra modalidad más de la presente invención, se proporciona un proceso para determinar el diámetro de poro máximo de las membranas.

Breve Descripción de las Figuras Las características y ventajas adicionales serán evidentes a partir de la siguiente y más particular descripción de las diferentes modalidades de la invención, como se ilustra en los dibujos acompañantes en los cuales : La FIGURA 1 es un diagrama de flujo de bloques simplificado de una modalidad del proceso de la presente invención para producir un elemento de separación útil en una unidad de separación; La FIGURA 2A es una vista en perspectiva de la izquierda de un cásete típico usado para el paso de lavado de cortar en tiras la película polimérica del proceso mostrado en la FIGURA 1 ; La FIGURA 2B es una vista en corte transversal lateral de la parte interna del cásete mostrado en la FIGURA 2A; La FIGURA 3 es un diagrama de flujo de bloques simplificado de otra modalidad del proceso de la presente invención para la fabricación de un elemento de membrana útil en una unidad de separación; La FIGURA 4 es una vista en perspectiva izquierda de un elemento de separación enrollado en espiral típico; La FIGURA 5A es una vista en perspectiva izquierda de un tubo de recolección de los elementos de separación mostrados en las FIGURAS 4 y 6D. La FIGURA 5B es una vista en perspectiva izquierda de una tarjeta de membrana que incluye la membrana acanalada porosa laminada a un soporte poroso del elemento de separación mostrado en la FIGURA 6D; La FIGURA 5C es una vista en perspectiva izquierda de un drenaje de los elementos de separación mostrados en las FIGURAS 4 y 6D; y La FIGURA 5D es una vista en perspectiva izquierda de un turbulizador de los elementos de separación mostrados en las FIGURAS 4 y 6D. La FIGURA 6A es una vista en perspectiva izquierda después del primer paso de una modalidad del proceso de la presente invención para producir un elemento de separación en el cual se instalaron cuatro tarjetas de membrana sobre un tubo de recolección del tipo mostrado en la FIGURA 5A; La FIGURA 6B es una vista en perspectiva izquierda después del segundo paso de la modalidad del proceso de la presente invención para producir un elemento de separación en el cual se unieron cuatro hojas de un drenaje entre cada una de las tarjetas de membrana para formar cuatro paquetes de membrana en forma de lengüeta; La FIGURA 6C es una vista en perspectiva izquierda después del tercer paso de la modalidad del proceso de la presente invención para producir el elemento de separación, en el cual se inhiben cuatro hojas de un turbulizador entre cada uno de los paquetes de membrana en forma de lengüeta; La FIGURA 6D es una vista en perspectiva izquierda del elemento de separación final producida de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La FIGURA 7 es una representación esquemática de una modalidad preferida de un equipo de prueba para determinar el tamaño de poro máximo de las membranas acanaladas porosas de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; La FIGURA 8 es un diagrama de flujo de proceso de una modalidad preferida del sistema de separación de otra modalidad más de la presente invención; y La FIGURA 9 es un sistema de separación típico que contiene un elemento de separación de una modalidad de la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Se usaron aquí las diferentes definiciones: Un "fluido" es un gas o líquido que puede ir del aire, agua, sangre, hidrocarburos y otros fluidos que estén en su estado no procesado que contenga materiales que sean separados por los procesos y sistemas que incluyen a aquéllos de la presente invención. Un "tubo de recolección" es un tubo perforado usado para recolectar fluidos procesados. Una "tarjeta de membrana" es cualquiera de una membrana porosa o una membrana acanalada porosa laminada para un soporte poroso usando un adhesivo, membrana la cual como laminado tiene los parámetros especificados. Un "paquete de membrana" es una combinación de dos proyecciones de dos tarjetas de membrana diferentes con una o más hojas de un drenaje interpuesto entre cada una de las superficies de soporte porosas de las proyecciones. Una "membrana porosa" es una hoja o capa plegable delgada de un material polimérico que contiene poros para separar o filtrar materiales de fluidos. Una "membrana acanalada porosa" es una película acanalada atacada químicamente para producir poros de un diámetro específico a lo largo de los canales. Un "sistema de separación" es una combinación de al menos una unidad de separación, bombas, válvulas, tubos o líneas, y otro equipo para la separación de materiales de fluidos. Una "unidad de separación" es una unidad en la cual uno o más elementos de separación son instalados de manera operativa para llevar a cabo la separación o filtración de un material de un fluido. Un "elemento de separación" es uno o más paquetes de membrana unido a un tubo de recolección de fluido con uno o más turbulizadores colocados entre cada uno de los paquetes de membrana. Una "película acanalada" es una película polimérica expuesta al bombardeo de iones pesados para producir canales que sirven como sitios de ataque químico para producir poros . Un "material" es cualquier cosa que tenga un tamaño finito que fluctúe de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1.5 µm que pueda ser separado de un fluido usando una membrana porosa que tenga un diámetro de poro apropiado que fluctúe de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1.5 µm . 1. Proceso para Producir una Tarjeta de Membrana y un Elemento de Separación Util en la Separación de Materiales de un Fluido La Figura 1 muestra un diagrama de bloques que muestra una modalidad del proceso de la presente invención en la cual una membrana acanalada porosa respaldada o soportada, es decir, una tarjeta de membrana, es producida y combinada con un turbulizador para formar un elemento de separación útil en la separación o filtración de materiales de un fluido. El bloque 10 representa el paso de adquirir una película polimérica usualmente adquirida en rodillos continuos de varios anchos, típicamente de aproximadamente 600 milímetros (mm) de ancho, y espesores, típicamente de aproximadamente 10 µm . Una modalidad de la presente invención no se limita a un tipo específico de película polimérica en tanto la película pueda volverse porosa. Los ejemplos típicos de materiales poliméricos que sean encontrados pueden ser grabados a una porosidad deseada e incluyen poliamidas, fluoropolímeros, poliestireno, poliacrilonitrilo, acetato de celulosa, polisulfona y poliolefinas, como el polipropileno, polietileno y copolímeros de los mismos. En una modalidad preferida de la presente invención, la película polimérica es una película fluoropolimérica, y de manera aún más preferible una película de fluoruro de polivinilideno (PVDF) . Aunque la película de fluoruro de polivinilideno (PVDF) es la preferida, pueden ser usadas otras películas de fluoropolímero incluyendo, pero sin limitarse a aquéllas de policlorotrifluoroetileno (PCTFE) , copolímero de clorotrifluoroetileno con etileno (ECTFE) , politetrafluoroetileno (PTFE) , copolímeros de tetrafluoroetileno y perfluoroalcoxietileno (PFA) , copolímeros de tetrafluoro- etileno y hexafluoropropileno (FEP) , terpolímeros de tetrafluoroetileno y hexafluoropropileno y de perfluoroalcoxietileno (EPE) , copolímeros de tetrafluoroetileno con etileno (ETFE) , fluoruro de polivinilo (PVF) , y cualesquier combinaciones de esas resinas fluoropoliméricas. El bloque 20 representa el paso de exposición en el cual la película polimérica es bombardeada por iones pesados para proporcionar una película con una densidad de canales predeterminada. La densidad de canales es el número de canales por unidad de área sobre la superficie de la película polimérica dejada por los iones pesados, es decir, partículas cargadas con alta energía, desplazándose sobre una trayectoria desde un ciclotrón u otro acelerador de partículas. Cada uno de los canales dejados por esas partículas cargadas puede ser atacado por mordiente adecuado. Los ejemplos típicos de iones pesados adecuados para este propósito incluyen pero no se limitan a los siguientes: argón, kriptón, xenón, bismuto y una combinación de esos iones pesados. Preferiblemente la densidad de canales está en el intervalo de aproximadamente 107 cm"2 hasta aproximadamente 109 cm"2. Véase la Patente Estadounidense No. 5,449,917 y la Patente de la Federación Rusa No. 2233196 publicada en Julio 27, 2004, la discusión relevante del paso de exposición se incorpora aquí como referencia. Además, veáse E.U. Apel, "Measurements of the Diameter of Selectively Etchable Tracks Produced in Polymer by Heavy Ions" . El último es un artículo que apareció en Nuclear Tracks, Vol. 6, Nos. 2-3, páginas 115-118, 1982. El paso de ataque químico del bloque 30 es el siguiente paso principal en una modalidad de la presente invención. En este paso, la película acanalada es colocada en o pasada a través de una solución de ataque químico para grabar la película con poros que corresponden a la densidad de canales. El paso de ataque químico da como resultado una película polimérica que tiene un poro sustancialmente por cada canal dejado por una partícula cargada sobre la superficie de la película. En la membrana porosa resultante existe una correspondencia sustancial uno a uno entre la densidad de poro de los poros a través de la membrana en la densidad de canales de los canales de partículas de alta energía. Una película que tiene un ancho de aproximadamente 600 mm, un espesor de aproximadamente 10 µm, y una longitud de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 m con una densidad de canales de aproximadamente 107 canales por cm"2, por ejemplo, 107 cm"2, da como resultado una densidad de poros de 107 cm"2 con poros que tienen un tamaño de aproximadamente 1 µm. De manera similar, el mismo tamaño de película con una densidad de canales de aproximadamente 109 cm"2 da como resultado una densidad de poros de 109 cm"2 con poros que tienen un tamaño de aproximadamente 0.01 µm. Haciendo variar la densidad de canales entre esos intervalos inferior y superior, la densidad de poros puede ser controlada. Haciendo variar el tiempo de grabado, el tamaño de poro puede ser controlado, dentro de un intervalo de aproximadamente 0.01 a y aproximadamente 1.5 µm. Preferiblemente se usa una solución alcalina para el ataque químico si la película polimérica está hecha de una resina fluoropolimérica. Se ha demostrado por experimentación que la solución alcalina preferida es una solución alcalina de permanganato de potasio para atacar químicamente a las películas PVDF. El ataque químico de la película de PVDF se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 150°C. Preferiblemente, un método es usado para mantener la solución alcalina a más de aproximadamente 100°C, agregando sales de un metal alcalino, preferiblemente cloruro de sodio, en concentraciones suficientes para lograr el aumento deseado en la temperatura de ataque químico . Otra variable en el proceso de ataque químico preferido es hacer pasar la solución alcalina en contacto con el PVDF bajo condiciones para mantener un flujo laminar. Esto se logra haciendo circular la solución de ataque químico sobre la película de PVDF a un número de Reynolds de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 500. A esas velocidades de flujo, el gradiente de temperatura de la solución en contacto con la película se reduce sustancialmente a cero y la velocidad de ataque químico es sustancialmente la misma sobre todos los canales de la superficie de la película. En consecuencia, esas velocidades de flujo dan como resultado un estrechamiento del intervalo de la distribución de tamaño de poro sobre la membrana acanalada porosa terminada. Aunque el paso de ataque químico se lleva a cabo durante un periodo en un intervalo de aproximadamente 1 aproximadamente hasta 24 horas y se recomienda un periodo más breve de aproximadamente 3 a 9 horas para una solución alcalina de permanganato de potasio. El tiempo de ataque químico exacto depende del diámetro requerido de los poros y el espesor de la película. Se ha encontrado que se forma dióxido de manganeso con periodos de ataque químico más largos, como resultado de la reacción de ataque químico y se deposita sobre la superficie de la película. El depósito de dióxido de manganeso impide el acceso de la solución de ataque químico a la zona de reacción y da como resultado una reducción de la velocidad de reacción. Haciendo circular la solución de ataque químico en el baño de ataque químico bajo las condiciones laminares indicadas anteriormente, la sedimentación de los productos de reacción de dióxido de manganeso son lavados al menos parcialmente de la superficie de la película y la velocidad de reacción permanece aproximadamente constante durante todo el paso de grabado. Mediante el control de las condiciones de proceso de temperatura, velocidad de flujo y tiempo como se describió anteriormente, se ha encontrado que el paso de ataque químico toma lugar sin ningún sobrecalentamiento sustancial . El ataque químico sin sobrecalentamiento sustancial se define como ausencia de sobrecalentamiento o si ocurre el sobrecalentamiento de la solución de ataque químico este no es de más de 1°C. Esas condiciones pueden ser expresadas en la siguiente ecuación: N < Q-CS-?T Donde: N es la potencia del precalentador, ; Q es la velocidad de flujo de la solución de baño , m3/s ; Cs es el calor específico de la solución, J(m3-K) ; ?T es el sobrecalentamiento de la solución, K. Si ?T se mantiene en no más de 1°C o °K, N < Q-C3.

Los intervalos de tiempo y temperatura son determinados por los siguientes factores. Preferiblemente el ataque químico no se lleva a cabo a una temperatura inferior a 100 °C debido a que el tiempo de ataque químico se incrementa considerablemente y da como resultado una baja eficiencia del proceso. Por otro lado, es difícil proporcionar una temperatura por encima de 120°C usando el método propuesto de adición de una sal alcalina. Si el tiempo de ataque químico no es de más de aproximadamente 1 hora, no se forman poros sobre la membrana. Si el tiempo de ataque químico no es mayor que el intervalo especificado de 24 horas, no existe un incremento adicional de ningún efecto favorable. Además, las membranas altamente porosas perderán sus propiedades mecánicas después de ser sometidas a tiempos de ataque químico fuera del intervalo deseado. El resultado de mantener esas condiciones de proceso óptimas es una alta calidad de membranas semipermeables es decir, membranas porosas. Una de las características de las membranas porosas producidas por el proceso de esta modalidad de la presente invención es que las membranas porosas resultantes mantienen el mismo tamaño de poro máximo a través de su vida útil en un sistema de separación, es decir, usualmente un promedio de aproximadamente 6 meses antes de que las membranas deban ser reemplazadas . El bloque 35 representa el paso de adquirir el soporte poroso que protege la membrana acanalada porosa contra el rompimiento a través de la vida útil de la membrana en un sistema de separación. Preferiblemente el soporte poroso es impregnado con un adhesivo epoxi de modo que tenga la resistencia deseada para resistir las fuerzas rigurosas sobre la tarjeta de membrana resultante durante el uso en un sistema de separación. El paso de laminación del bloque 40 o el último paso mayor requerido en la producción de una tarjeta de membrana adecuada para ser formada en un elemento de separación para usarse en un sistema de separación. Se ha encontrado que una membrana acanalada porosa producida de acuerdo con las condiciones de proceso anterior de la presente invención puede ser laminada a un soporte poroso aún cuando las películas fluoropoliméricas en ausencia de esas condiciones se sabe tienen una pobre adhesión. También se ha encontrado que es crítico aplicar un adhesivo adecuado bajo las condiciones óptimas para obtener una buena adhesión entre el soporte poroso y la membrana acanalada porosa. El tipo de soporte poroso no es crítico y puede incluir papeles tejidos, no tejidos o unidos, telas y tamices permeables al vapor de agua. Los ejemplos de materiales de soporte adecuado son aquéllos construidos de fibras de polímeros orgánicos e inorgánicos, estables a la humedad como poliésteres, fibra de vidrio y poliolefinas, como el polietileno y polipropileno, y similares. Una modalidad del paso de laminación para lograr la adhesión óptima del soporte a la membrana acanalada porosa para producir la tarjeta de membrana es rociar el adhesivo sobre la superficie del soporte poroso a una concentración de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30 gm/m2 y entonces revestir el soporte poroso sobre la membrana acanalada porosa a laminar. Otra modalidad del paso de laminación representado por el bloque 45 es aplicar el adhesivo a una superficie de soporte poroso a una concentración en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 gotas de adhesivo por pulgada cuadrada antes de revestir el soporte poroso sobre la membrana acanalada porosa y permitir que la tarjeta de membrana fragüe o se fije bajo una presión adecuada. El tipo de adhesión que se ha encontrado es el más efectivo rociar una superficie de, por ejemplo, un soporte poroso de poliéster con un adhesivo de poliéster y adherir el soporte poroso a la membrana acanalada porosa de PVDF obtenida del paso de ataque químico anterior. Un adhesivo de poliéster adecuado es el adhesivo Super 77 vendido por 3M Corporation. De manera alternativa, el soporte poroso es unido a la membrana acanalada porosa PVDF aplicando una cinta de transferencia de adhesivo a una superficie de soporte poroso y unir esa superficie a la membrana acanalada porosa de PVDF. Un adhesivo adecuado es la Cinta de Transferencia de Adhesivos #924 también vendida por 3M Corporation. En una modalidad del proceso de la presente, la película polimérica acanalada es cortada en un número de secciones separadas de una longitud finita antes del paso de ataque químico del bloque 30. Cortando la película con canales en longitudes manejables, el paso de ataque químico puede ser llevado a cabo en una operación de tipo de lotes usando un cásete de 200 mostrado en la FIGURA 2A. Las longitudes de la película acanalada que están en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 m son las preferidas para el cásete 200. Las FIGURAS 2A y 2B muestran la unidad de ataque químico 200 que incluye al cásete 200 y el baño 220 mostrado en forma sombreada. El cásete 210 incluye el armazón 215, primer soporte giratorio 225 montado sobre el primer soporte lateral 227 sobre el armazón 215, segundo soporte giratorio 235 es montado sobre el segundo soporte lateral 237 sobre el armazón 215, y un número de soportes horizontales superiores fijos, igualmente separados 255 y soportes horizontales inferiores 265. El armazón 215 tiene un miembro superior 250 sobre el cual se montan los soportes horizontales superiores 255 y el miembro inferior 260 sobre el cual se montan los soportes horizontales inferiores 265. Durante el paso de carga de la película de la operación de ataque químico, el cásete 210 es removido del baño 220. El extremo derecho de una primera longitud 262 de una película acanalada polimérica se fija sobre un soporte horizontal fijo 225 por medio de una primer pinza 254. El extremo izquierdo libre de la primera longitud 262 es alimentado bajo un soporte horizontal inferior 265 y entonces sobre un soporte horizontal superior 255 hasta que el extremo izquierdo libre está en el soporte giratorio 225. El extremo izquierdo es entonces unido al soporte giratorio 225 por una segunda pinza 256 para fijar la primera sección 262 de la película firmemente en su lugar de los soportes. De manera similar, un extremo izquierdo de una segunda longitud 267 de la película se fija sobre un soporte horizontal superior fijo 255 por una tercera pinza 257. El extremo derecho libre de la segunda longitud 267 se alimenta bajo un soporte horizontal inferior 265 y entonces sobre un soporte horizontal superior 255 hasta que el extremo libre está en un soporte giratorio 235. El extremo derecho es entonces unido al soporte giratorio 235 por una cuarta pinza 238 para fijar la segunda sección 267 de la película firmemente en su lugar. Preferiblemente todas las pinzas están hechas de titanio. En este punto en el proceso de ataque químico, los soportes giratorios 225 y 235 giran en el sentido contrario de las manecillas del reloj y en el sentido de las manecillas del reloj y, respectivamente para colocar la primera y segunda longitudes 262 y 267 bajo un grado suficiente de estiramiento preliminar o controlado. El estiramiento compensa la tendencia de las longitudes de película a expandirse cuando son colocadas en el baño de ataque químico a temperaturas de la solución de ataque químico no menores de 100 °C. Aunque únicamente se muestran dos longitudes de película fijas en la posición sobre los soportes, pueden ser acomodadas fácilmente hasta cuatro longitudes por cásete. Durante la operación de ataque químico, la solución de ataque químico es vertida en el baño 220 y el cásete 210 es descendido al baño 220. El cásete 210 es elevado y bajado para incrementar la reacción de ataque químico. Los siguientes ejemplos demuestran los métodos de usar la unidad de ataque químico 200. En cada uno de los siguientes ejemplos, se vertió una solución, que contiene 20% en masa de KMn04 , 13% en masa de NaOH, y una sal de un metal alcalino de una concentración de 200 g/1 para lograr una concentración de saturación completa de temperatura de ebullición, en el baño de ataque químico 220. Se encendieron una bomba y un calentador eléctrico y la solución de ataque químico se hizo circular y se llevó a la temperatura de trabajo. Cuando la solución alcanzó la temperatura necesaria, el cásete 210 que contiene la película fluoropolimérica que ha sido expuesto a un bombardeo de partículas fuertemente cargadas, fue sumergido en el baño 220 y sometida a ataque químico durante un periodo en el intervalo de 3 a 9 horas. El calentamiento de todas las superficies de la película acanalada fue uniforme como resultado de la circulación continua de la solución de ataque químico dentro del baño de ataque químico. Como se indicó anteriormente, la temperatura exacta y el tiempo de ataque químico varía para los diferentes tipos de película.

EJEMPLO 1 Una película de fluoruro de polivinilideno que tenía un espesor de 13 µm de grueso y expuesta primero a un bombardeo de iones de Kr acelerados para tener una densidad de canales de lxlO8 cm"2 fue atacada químicamente en una solución de ataque químico que contenía 20% en masa de KMn04, 13% en masa de NaOH y 20% en masa de NaCl a 110 °C durante 5 horas. La solución de ataque químico circuló dentro del baño de ataque químico a una velocidad de flujo de 1 m3/h para proporcionar NRe=200 para este ejemplo. La membrana acanalada porosa que fue producida en este ejemplo tuvo un diámetro de poro efectivo de 0.3µm.

EJEMPLO 2 Como comparación, se efectuó un ejemplo similar en el cual la misma película acanalada de PVDF fue atacada químicamente en un baño que contenía 20% en masa de KMn04 y 13% en masa de NaOH a 100 °C durante 6 horas para producir un membrana acanalada porosa con un diámetro de poro efectivo de 0.17µm. Este diámetro fue más pequeño en un factor de 1.8 en comparación con la membrana acanalada porosa producida a temperaturas superiores a 100°C.

EJEMPLO 3 Otra película de PVDF que tiene un espesor de 25 µm de grueso y expuesta primero a un bombardeo de iones de Kr acelerados para tener una densidad de canales de 5-107 cm"2 fue atacada químicamente en una solución de ataque químico que contenía 20% en masa de KMn04, 13% en masa de NaOH y 20% en masa de NaCl a 105°C durante 8 horas. La solución de ataque químico se hizo circular dentro del baño de ataque químico a la misma velocidad de flujo para proporcionar el mismo NRe que en el Ejemplo 1. La membrana acanalada porosa fue producida en este ejemplo teniendo un diámetro de poro efectivo de 0.4 µm .

EJEMPLO 4 Como comparación, se efectuó un ejemplo similar en el cual la misma película de PVDF acanalada fue atacada químicamente en un baño que contenía 20% en masa de KMn04 y 13% en masa de NaOH a 100°C durante 8 horas para producir una membrana acanalada porosa con un diámetro de poro efectivo de 0.1 µm. Ese diámetro es más pequeño en factor de 4 en comparación con la membrana acanalada porosa producida a temperaturas superiores a 100°C. Por lo tanto, se ha encontrado que controlando estrictamente la temperatura del proceso por encima de 100°C, el tiempo para producir un tamaño de poro máximo dado es de un cuarto de la requerida cuando la temperatura se mantiene a 100°C. La membrana acanalada porosa soportada es cortada en tarjetas de membrana del tamaño deseado en el bloque 40 para combinarse con el drenaje representado en el bloque 80 y el turbulizador representado por el bloque 90 para formar el elemento de separación representado por el bloque 95 para usarse en un sistema de separación del tipo descrito más adelante. La Figura 3 muestra otra modalidad de la producción de una tarjeta de membrana en la cual un rollo continuo de película polimérica acanalada representada por el bloque 310 se hace pasar al bloque 320 para exponerse a un bombardeo de iones pesados como se describió anteriormente. Del bloque 320, el rollo continuo de película acanalada se hace pasar al bloque 330 para ser sometida a una solución de ataque químico adecuada como se describió anteriormente. Sin embargo, en el caso de un rodillo continuo, se contempló que una unidad de ataque químico continuo (no mostrada) incluya la introducción de una solución de ataque químico fresca en el extremo de entrada de la película acanalada de la unidad de ataque químico y remover una solución de ataque químico usada en el extremo de salida de la película acanalada. Un rollo continuo de soporte poroso del bloque 340 se roció con una capa de adhesivo sobre la superficie superior del soporte poroso en el bloque 350. El rollo de película acanalada atacada químicamente se laminó al rollo de soporte poroso y se cortó en tarjetas de membrana de las longitudes deseadas en el bloque 360. Las tarjetas de membrana son entonces combinadas con el drenaje del bloque 380 y el turbulizador en el bloque 390 para formar el elemento de membrana de separación del bloque 395. 2. Un Proceso Para Producir una Unidad de Separación Util en la Separación de Materiales de un Fluido. La Figura 4A muestra un elemento de separación enrollado en espiral, típico, 400 adecuado para una unidad de separación. El proceso para fabricar el paquete de membrana 400 comienza con un tubo de recolección de fluido 401 sobre el cual se enrollan espiralmente dos hojas de una membrana acanalada porosa 402 o una sola hoja de membrana acanalada porosa 402 que se dobla a la mitad. La membrana acanalada porosa 402 es laminada al soporte poroso 403 de acuerdo con el proceso de una modalidad de la presente invención descrito anteriormente. De manera alternativa son usadas dos piezas de soporte poroso 403 formadas de una fibra de polipropileno hilada o similar entre las dos mitades de la membrana acanalada porosa 402. En esta alternativa, una hoja de un drenaje 404 es interpuesta entre cada uno de los soportes porosos 403 como se muestra para asegurar el drenaje del fluido procesado hacia las perforaciones del tubo de recolección 401. Una primera hoja de un turbulizador 405 es entonces colocada con una superficie superior o alta 408 del elemento enrollado espiralmente resultante 410. Una segunda hoja de turbulizador 405 es colocada en la superficie inferior o baja 412 del elemento 410. El resultado de esta orientación es tener una porción de la superficie inferior 412 en contacto directo y unida al tubo 401 usando técnicas que son bien conocidas en la técnica. En el último paso del proceso de esta modalidad de la presente invención, se instalan uno o más elementos de separación 400 en una unidad de separación del tipo mostrado en la Figura 9. El turbulizador 405 está hecho de un material poroso similar a una gasa. El drenaje 404 está también hecho de un material poroso similar a la gasa. El material poroso similar a la gasa puede ser gasa hecha de algodón o de una tela polimérica como una tela poliéster. Las Figuras 5A-5D muestran los componentes individuales que son combinados para producir el elemento de separación mostrado en la Figura 6D. La Figura 5A muestra el tubo de recolección 510 que tiene una serie de perforaciones superiores igualmente separadas 520 a lo largo de la porción superior 522 del tubo 510 y perforaciones inferiores 525 a lo largo de la porción inferior 530 del tubo 510. La Figura 5B muestra la tarjeta de membrana 540 que tiene la membrana acanalada porosa 545 laminada al soporte poroso 550, preferiblemente de acuerdo con el proceso de una modalidad de la presente invención descrito anteriormente. La Figura 5C muestra la tela o gasa de drenaje 560. La Figura 5D muestra el turbulizador 570 que está preferiblemente hecho de gasa más porosa que la usada en la tela de drenaje 560. Un protector 575 sobre el borde inferior del turbulizador 570 proporciona una lengüeta para cementar o pegar el turbulizador 570 a la tarjeta de membrana 540 como se describe más adelante. El protector 575 evita la posibilidad de que la membrana acanalada porosa 545 se rompa al contacto entre la membrana acanalada porosa 545 y el turbulizador 570 durante la fabricación del elemento de separación así como durante la operación de filtración o separación en sí. El uso de protectores para este tamaño es conocido en la técnica. Las Figuras 6A-6C muestran los tres pasos esenciales en la producción de la modalidad preferida del elemento de separación 600 mostrada en la Figura 6D. El elemento de separación 600 es producido uniendo primero cuatro tarjetas de membrana 540 alrededor de la circunferencia del tubo de recolección 510 como se muestra en la Figura 6A, de modo que el soporte poroso 550 esté hacia el tubo de recolección 510 y la membrana acanalada porosa 545 quede orientada hacia fuera del tubo de recolección 510. Cada tarjeta de membrana 540 es doblada a lo largo de una línea de doblez 607, de modo que tenga una primera proyección 605 sobre un lado de la tarjeta de membrana 540 y una segunda proyección 610 sobre su otro lado. La sección central 615 entre la primera proyección 605 y la segunda proyección 610 de la tarjeta de membrana 540 se une a una porción del tubo de recolección 510 por medio de un adhesivo adecuado como se describe con detalle más adelante. La primera proyección 605 de una primera tarjeta de membrana 540 es colocada a lo largo de la porción superior 522 del tubo de recolección 510, de modo que la línea de doblez 607 esté paralela a un lado de la hilera de perforaciones superiores igualmente separadas 520. La segunda proyección 610 de una segunda tarjeta de membrana 540 es colocada a lo largo de la porción superior 522 del tubo 510, de modo que la línea de doblez 607 también se encuentre paralela al otro lado de la hilera de perforaciones igualmente separadas 520. En una forma similar, la primera proyección 605 de la tercera tarjeta de membrana 540 se coloca a lo largo de la porción inferior 530 del tubo de recolección 510 adyacente a un lado de la hilera de perforaciones inferiores 525 y la segunda proyección 610 de la cuarta tarjeta de membrana 540 se coloca a lo largo de la porción inferior 530 del tubo de recolección 510 adyacente al otro lado de perforaciones inferiores 525. Se interponen cuatro hojas separadas de drenaje 560 entre el soporte poroso 550 al lado de cada una de la primera proyección 605 y la segunda proyección 610. Cada uno de los soportes porosos 550 es presionado alrededor del perímetro para formar una unión adhesiva 630 como se muestra en la Figura 6B. Se aplica cemento a cada una de las uniones adhesivas 630 y el cemento se unta a lo largo de la unión adhesiva 630 y alrededor del perímetro de la superficie del soporte poroso 550 de la tarjeta de membrana 540 que incluye la sección central 615. Cada una de las primeras proyecciones 605 y las segundas proyecciones 610 así como la sección central 615 y el tubo de recolección 510 son entonces presionadas juntas. Entonces se aplica cemento al protector 575 de cada turbulizador 570 y cada uno de los protectores es presionado hacia la sección central 615 de la tarjeta de membrana 540. El tipo de cemento usado para esas operaciones preferiblemente no es el mismo que se usó para adherir el soporte poroso 550 a la membrana acanalada porosa 545. Los elementos de separación resultantes de los pasos mostrados en las Figuras 6A-6C son enrollados en el paso final por una máquina de rodillos adecuada para producir las unidades de separación 600 como se muestra en la Figura 6D. La longitud preferida de la unidad de separación 400 y la unidad de separación 600 se estableció por la fórmula : L=3/^2k2/kx, donde: L es la longitud del paquete de membrana, metros (m) ki es el parámetro del drenaje, m3/hr-MPa; k2 es el parámetro de la tarjeta de membrana, m3/hr-MPa-m2. Los elementos de la membrana de la presente invención se consideran unidos operativamente al tubo de recolección cuando al menos una porción del drenaje está en comunicación fluídica con las perforaciones del tubo de recolección 510. En la modalidad mostrada en la FIGURA 6B, el drenaje superior 635 y el drenaje inferior 640 están centrados directamente sobre la hilera de perforaciones superiores 520 y las perforaciones inferiores 525 para asegurar que cuando el elemento de separación sea instalado en un sistema de separación, el fluido procesado pase a través de la tarjeta de membrana 540 y el drenaje 635 hacia el interior del tubo de recolección 510 y salga a través de la salida de fluido procesado como se describe más adelante con relación a la FIGURA 8. 3. Un Método para la Determinación del Tamaño Máximo de los Poros de una Membrana Porosa Una modalidad de la presente invención es controlar las propiedades estructurales de las membranas porosas del tipo que son recuperadas por el proceso descrito anteriormente. Esas membranas tienen usos amplios en las industrias química, médica, electrónica y otras donde es crítico que todas las membranas tengan un tamaño de poro máximo dado que ha sido determinado exactamente. Los métodos de la técnica anterior para estudiar materiales porosos se basan en la comparación de la velocidad de flujo máxima durante la evaporación del líquido de la superficie de la membrana porosa con la velocidad de flujo a las diferentes presiones hidrostáticas disponibles. Esos métodos de la técnica anterior le permiten a uno calcular un radio promedio de los capilares. Las mediciones obtenidas usando esos métodos son indirectas. El error de medición depende del estado de un cuerpo poroso. Cuando están presentes poros grandes en las membranas porosas, el error también será alto. Esos métodos no le permiten a uno determinar el tamaño exacto y los diámetros de poro máximos; véase el Certificado de autorización de la USSR No. 524110, MPK; G01N11/00 publicado en 05.08.76, boletín No. 29. Un método para determinar el tamaño máximo de un poro usando un método de burbuja es enseñado en GOST R 50516-93; "Polymer Membranes. A Method Of Determination Of The Point Of A Bubble For Plañe Membranes" . En el método de burbuja, una membrana porosa delgada es colocada gradualmente en líquido hasta que se satura y entonces se sujeta en una celda. La celda es llenada con líquido de modo que la superficie del líquido cubra completamente la superficie de la membrana porosa. Se alimenta gas hacia la celda bajo la membrana mientras se mide continuamente la presión del gas. El tamaño de poro máximo es calculado a la presión a la cual la primera burbuja de gas pasa a través de la membrana. El método es simple y efectivo, pero su uso práctico es restringido por la resistencia de las membranas. Específicamente, la determinación del tamaño de poro máximo de membranas que tienen tamaños de poro del orden de 0.05 a 0.5 µm, la diferencia de presión sobre la membrana conduce a esfuerzos que destruyen la membrana. El uso de un soporte distorsiona los resultados de la medición. Este método no es práctico como método para determinar el tamaño de poro máximo de las membranas acanaladas de la presente invención puesto que conduce a su destrucción durante la prueba. El objetivo de esta modalidad de la presente invención es incrementar la eficiencia de las mediciones del tamaño de poro máximo sin causar la destrucción de las membranas. Otro objetivo de esta modalidad es incrementar el intervalo de espesor de la membrana sobre el cual es posible hacer esas mediciones. Esos objetivos se obtienen instalando una membrana acanalada porosa impregnada con líquido preliminarmente a la celda, llenar la celda con un líquido, suministrar un gas a la celda y medir su presión. La celda con la membrana es colocada en un recipiente. La celda y el recipiente son conectados hidráulicamente entre sí. Se aplica una diferencia de presión no destructiva a la membrana a medida que el líquido es bombeado desde el recipiente. El gas en forma de vapor que tiene la misma composición que el líquido en la celda es alimentado al recipiente. La presión de vapor del recipiente es medida constantemente. La presión a la cual la diferencia de presión desaparece sobre la membrana se registra. Una vez que esta presión es registrada, se hace la determinación del valor de la fuerza de tensión superficial del líquido. Usando estos datos, se calcula el valor del tamaño de poro máximo de la membrana usando la fórmula de Laplace. Debido a que la diferencia de presión sobre la membrana se minimiza bombeando el líquido fuera de la membrana a medida que se aplica la diferencia de presión, la integridad del método se vuelve realidad y cualesquier pérdidas de membranas como resultado de roturas durante la prueba se minimiza. Específicamente, los cálculos para determinar el diámetro de poro máximo de las membranas son los siguientes: La presurización del recipiente con la celda por el mismo vapor de líquido conduce a la condensación de vapor sobre la superficie de la membrana. Al hacer esto, la temperatura se incrementa. El calor suministrado desde el vapor hacia la superficie de la membrana impregnada con líquido ocurre por condensación. El calor descargado de la membrana al líquido ocurre por conductividad térmica. Las condiciones límites son determinadas por la siguiente ecuación: Criterio Bi=a-d/l Donde: Bi= criterio de similitud límite (criterio Bio) ; a= coeficiente de transferencia convectiva de calor; 1= coeficiente de conductividad térmica; y d= tamaño típico (diámetro de la celda) . Puesto que Bi tiende a ser infinito (prácticamente a Bi>100) , la temperatura de la superficie de la membrana será igual a la temperatura del vapor sobre la membrana; véase "Theoretical Foundations Of Heat Engineering-Heat-Technical Experiment" , a referente book under the editorship of V.A. Grogoriev and V.M. Zorin, Book 2, Moscow, "Energoatomizdat" Publishing House, 1988, pp. 197-198) . Criterio Bi igual a 1000 para una celda con un diámetro de 50 mm usando líquido Freón 12. La temperatura de la superficie de la membrana impregnada con líquido puede ser determinada con la presión de vapor sobre la membrana. El valor de la tensión superficial se reduce como resultado del calentamiento del líquido debido a que ocurre irrupción de vapor debajo de la membrana. Por lo tanto, la diferencia de presión sobre la membrana se desaparece. El método excluye el examen visual de la membrana incrementando por lo tanto la exactitud de la determinación del tamaño de poro máximo de la membrana por este método de prueba de burbuja. Este método puede ser usado para determinar el diámetro de poro máximo de la membrana sin destruir la membrana durante la determinación del diámetro de poro. La FIGURA 7 muestra el equipo de prueba preferido 700 para determinar los tamaños de poro máximos de membranas porosas de acuerdo con esta modalidad de la presente invención. La membrana porosa 701 es impregnada primero con un líquido, montada en el sujetador adecuado 705 y colocada en la celda 702. La celda 702 que contiene la membrana porosa 701 es instalada en el recipiente sellado 703. La parte inferior de la celda 702 tiene los orificios que conectan hidráulicamente la cavidad bajo la membrana porosa 701 con un recipiente 703. El recipiente 703 es llenado con líquido hasta que el nivel que cubre completamente la celda 702. El líquido es entonces bombeado gradualmente del recipiente 703 a través de la salida 715. Al hace esto, la membrana porosa impregnada 701 retiene líquido a expensas de la acción de las fuerzas capilares. En consecuencia, parece la diferencia entre el nivel de líquido en la celda 702 y el recipiente 703, la cual es registrada por un transductor de presión diferencial 704. El bombeo de líquido se detiene tras alcanzar la diferencia de presión asignada sobre la membrana porosa 701. El vapor del mismo líquido es alimentado al recipiente 703 vía la entrada 710 bajo la membrana porosa 701 a alguna presión en exceso. La presión de vapor que se incrementa es continuamente medida en el recipiente 703 usando el medidor de presión 720. Aparece una capa delgada de líquido sobre la superficie de la membrana porosa 701. La temperatura de esta capa se incrementa a medida que se incrementa la presión en el recipiente 703. Puesto que la transferencia de calor por convección en la superficie de la membrana porosa 701 por condensación excede en gran medida la descarga de calor de la membrana porosa 701 al líquido, la temperatura de la superficie de la membrana porosa 701 asume un valor igual a la temperatura del vapor ambiental y puede determinarse como una presión en el recipiente 703 por la ecuación de la condición de vapor saturado. Cuando la temperatura de la membrana porosa 701 se incrementa, la tensión superficial del líquido impregnante en la membrana porosa 701 disminuye. Al mismo tiempo, la diferencia de presión sobre la membrana porosa 701 excede la capacidad de detención de capilaridad de la membrana porosa 701. En este punto, el vapor irrumpe a través de la membrana porosa 701 y la diferencia de presión sobre la membrana porosa 701 desaparece. Se registra la presión en el recipiente 703 a la cual la presión sobre la membrana porosa 701 desaparece. Tras alcanzar esa presión, se determina el valor del coeficiente de tensión superficial del líquido sobre la base de la curva de vapor saturado y se calcula el valor del tamaño de poro máximo usando la fórmula de Laplace . El ejemplo siguiente se llevó a cabo para demostrar el método de prueba anterior.

EJEMPLO 5 Se midió el tamaño de poro máximo de una membrana fluoropolimérica 601 usando Freón 12 como el fluido de trabajo. Se mantuvo la diferencia de presión de 7.5 kPa sobre la membrana porosa 601 a una presión inicial en el recipiente 703 de 5.4 bares. La diferencia de presión desapareció a un incremento de la presión del Freón hasta 7.52 bares en el recipiente 603. El valor del coeficiente de tensión superficial se igualó a 7.5xl0"3 N/M sobre la base de esta presión. El tamaño máximo del diámetro de los poros fue calculado como d=1.0 µm usando la fórmula de Laplace : 4s d = — P Donde: d = diámetro de poro, m; s=fuerza de tensión superficial de líquido, N/m; P = presión, Pa Debe comprenderse que en este cálculo el coseno del ángulo de contacto sobre la membrana fue igual a 1. 4. Un Sistema de Separación Para La Separación de Materiales De Un Fluido La FIGURA 8 muestra un sistema de separación 800 que representa otra modalidad de la presente invención en la cual los materiales son separados de manera más eficiente del fluido de origen. En el sistema de separación 800, esos materiales son depositados sobre elementos separados instalados en la unidad de separación 801 del tipo mostrado en la FIGURA 9, y los materiales depositados son retrolavados periódicamente en el fluido procesado para su eliminación. El sistema 800 incluye una bomba 802 para alimentar un fluido fuente o de origen a través de la línea de alimentación 805, primero la válvula 820, preferiblemente una válvula de disparo, y la entrada 825 a una unidad de separación 801 que contiene los elementos del filtro o elemento de membrana 830. Un primer medidor de presión 835 es conectado operativamente a la entrada 825 para medir la presión del fluido fuente o de origen que pasa a través de la primera válvula 820. Un acumulador hidráulico 838 está en comunicación fluídica con al menos una salida de fluido procesado 840. El fluido procesado es el fluido que ha pasado a través del elemento de separación 830 como, pero sin limitarse, al elemento de separación producido de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Un segundo medidor de presión 842 está conectado operativamente a una salida de fluido procesado 840 para medir la presión del fluido procesado que pasa al acumulador hidráulico 838. Una segunda válvula 848 está colocada en la línea de fluido no procesado 849 conectada a al menos una salida de fluido no procesada 850. Una tercera válvula 855 está colocada en la línea de fluido procesada 858 que está conectada a la salida de fluido procesado 840. Una línea de bifurcación 860 corre entre la línea de alimentación de fluido fuente o de origen 805 y la línea de fluido no procesado 849. Una cuarta válvula 865 está colocada en la línea de bifurcación 860 para regular la cantidad de reciclaje del fluido no procesado para la línea de alimentación de fluido original 805. En el sistema de separación 800, el fluido original en la línea de alimentación 805 es suministrado vía la bomba 802 a través de la válvula de disparo 820 a la entrada de fluido original 825. Una parte del fluido original que es alimentada a la unidad de separación 801 que contiene el elemento de separación 830 es removida como fluido procesado a través de la salida del fluido procesado 840. Una porción del fluido procesado comienza a llenar el acumulador hidráulico 838 y la otra porción del fluido procesado es dirigida a través de la línea de fluido procesado 858 y la válvula 855 a un recipiente de almacenamiento (no mostrado) para el usuario final. La otra parte del fluido original que es alimentada a la unidad de separación 801 es removida como fluido no procesado a través de la salida de fluido no procesado 850, línea 849 y la válvula 848 para descarga. De manera alternativa bajo ciertas condiciones, el fluido no procesado es reciclado a través de la línea de bifurcación 860 y la válvula 865 a la línea de alimentación 805 para un segundo pase a través de la unidad de separación 801. Las velocidades de flujo y presiones de los fluidos procesados y no procesados son controladas por las válvulas 855 y 848, y los medidores de presión 842 y 868 respectivamente. La válvula de regulación de bifurcación 865 se fija para hacer que la bomba 802 funcione con sus parámetros fijos. A medida que el acumulador hidráulico 838 se llena gradualmente, la presión del fluido procesado se incrementa de acuerdo a lo indicado por el regulador de presión 842. Una vez que se alcanza la presión especificada que indica que el acumulador hidráulico 838 se ha llenado, una sección de fluido procesado 870 de un transductor de presión 875 indica al sistema de separación 800 llevar a cabo el retrolavado de la unidad de separación 801. El valor de la presión específica depende del diseño de la unidad de separación 801. La razón para un incremento en la presión es evidente para aquellos expertos en la técnica debido a que durante la operación de la unidad de separación 801 para remover los materiales suspendidos contenidos en el fluido original, esos materiales son retenidos por los elementos de separación 830 dentro de la unidad de separación 801. La presión es detectada en la sección de fluido no procesado 878 del transductor 875. Tras alcanzar la presión especificada, definida por el diseño del sistema y el régimen de filtración, la sección del fluido no procesado 878 del transductor 875 envía una señal para abrir una quinta válvula 880 que es una válvula eléctrica conectada operativamente al transductor 875. Esta es la señal enviada por el transductor de presión 875 que transfiere el sistema de operación 800 de la operación al modo de lavado. En el modo de lavado, la presión del tubo de fluido no procesado 849 se vuelve menor que en el tubo de fluido procesado 858, termina el flujo de fluido original a través de la entrada de fluido original 825. El fluido procesado en el acumulador 838 fluye a través de la salida de fluido procesado 840 de regreso a través de los elementos del filtro 830 en el sistema 801 para lavar el material retenido. A expensas de una diferencia de presión, el fluido procesado del acumulador hidráulico 838 que contiene el material removido es rechazado del sistema a través del tubo de fluido no procesado 805, por la línea de bifurcación 860, la válvula 865, la línea 885 y la quinta válvula 880, una válvula eléctrica conectada operativamente al transductor 875. Durante la operación de lavado del sistema de separación 800, la presión de fluido del fluido procesado cae a un valor prescrito definido por el diseño de la unidad de separación 801. Esta caída de presión es medida por el regulador de presión 842 y registrada por la sección de fluido procesado 870 del transductor 875. Este valor prescrito, el transductor 875 envía una señal para cerrar la válvula eléctrica 880 tras la señal de la sección de fluido procesado 870. Cuando la válvula 880 es cerrada, la operación de retrolavado cesa y el modo de operación del sistema de operación 800 se reestablece. El sistema de separación de la presente invención supera las desventajas de los sistemas de la técnica anterior por tener mayor eficiencia debido a un incremento en el rendimiento del fluido procesado tras la separación como un incremento de la vida de los elementos de separación del sistema debido al incremento en la diferencia de presión durante el lavado.

EJEMPLO 6 El sistema de separación, de acuerdo a la descripción anterior, tuvo una unidad de operación 801 instalada con el elemento de separación 830 y se usó para filtrar una solución acuosa estándar que tenía una concentración de materia suspendida igual a 10 mg/l. Después de la operación de filtración, el sistema fue sometido al lavado con un incremento en la diferencia de presión de hasta 0.07 MPa. El tiempo entre el lavado fue, en promedio, 7 minutos. La eficiencia del sistema de separación operando a una velocidad de 500 1/h fue del 10% del fluido procesado que se consumió en el paso del lavado. Las aplicaciones para las tarjetas de membrana, paquetes de membrana, elementos de separación, unidades de separación y sistemas de separación de las diferentes modalidades de la presente invención incluyen: (a) tratamiento, recuperación, reciclaje y reutilización de alimentación de entrada y aguas residuales industriales; (b) desalinización de agua de mar; (c) separación de líquidos de una amplia variedad de productos químicos industriales líquidos; y (d) tecnologías de separación basada en membrana para la remoción de azufre y mercaptanos de petróleo crudo, gas natural, productos de petróleo condensados y refinados. Sin apartarse del espíritu y alcance de esta invención, un experto en la técnica puede hacer varios cambios y modificaciones a cada una de las diferentes modalidades de la presente invención para adaptar varias otras aplicaciones. Por lo tanto, esos cambios y modificaciones son apropiada, igualmente, y se pretende que estén, dentro de todo el intervalo de equivalentes de las siguientes reivindicaciones.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1. Un proceso para producir una tarjeta de membrana útil en la separación de materiales de un fluido, caracterizado porque comprende los pasos de: a) exponer una película polimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales; b) producir por ataque químico poros en la película acanalada resultante con una solución de ataque químico para proporcionar a la película una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales; c) laminar la membrana acanalada porosa resultante a un soporte poroso por medio de un adhesivo; y d) producir una tarjeta de membrana con los parámetros especificados. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los iones pesados son seleccionados del grupo de iones que consisten de kriptón, argón, xenón, bismuto y combinaciones de los mismos .
3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la densidad de canales está en el intervalo de aproximadamente 107 cm"2 hasta aproximadamente 109 cm"2.
4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tamaño de los poros está en el intervalo de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1 µm .
5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de ataque químico es una solución alcalina.
6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la película polimérica es una película fluoropolimérica .
7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la película fluoropolimérica es fluoruro de polivinilideno.
8. El proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la solución alcalina es una solución alcalina de permanganato de potasio.
9. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la solución alcalina también contiene sales de metales alcalinos en concentración suficiente para incrementar el punto de ebullición de la solución que contiene metal alcalino resultante a una temperatura mayor de 100 °C.
10. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el ataque químico se lleva a cabo a temperaturas en el intervalo de mayor de 100 hasta aproximadamente 150 °C.
11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la solución de ataque químico se hace pasar en contacto con la película acanalada a una velocidad de flujo para producir un Número de Reynolds de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 500.
12. El proceso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el ataque químico se lleva a cabo durante un periodo en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 24 horas.
13. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque al menos la temperatura, velocidad de flujo y tiempo son controlados, de modo que el paso de ataque químico tome lugar con sobrecalentamiento de la solución de ataque químico de no más de 1°C.
14. El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la sal de metal alcalino es cloruro de sodio.
15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el adhesivo es rociado sobre la superficie del soporte a una concentración de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30 gm/m2 y la membrana acanalada porosa es laminada al soporte poroso.
16. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el cemento es aplicado a la superficie del soporte a una concentración en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 gotas de adhesivo por pulgada cuadrada y la membrana acanalada porosa es laminada al soporte poroso .
17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la tarjeta de membrana es enrollada espiralmente alrededor de un tubo de recolección de fluido para formar una unidad de separación para instalar ésta en un sistema de separación.
18. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque una pluralidad de tarjetas de membrana se forman en un elemento de separación en el cual (a) cada una de las tarjetas de membrana es doblada a la mitad con el soporte poroso orientado hacia fuera del doblez y teniendo una unión adhesiva alrededor del perímetro del soporte poroso, (b) al menos dos tarjetas de membrana son dobladas a lo largo de una línea de doblez para exponer proyecciones hacia fuera sobre cada una de las tarjetas de membrana, proyecciones las cuales se colocan de modo que las líneas de doblez de las tarjetas de membrana estén adyacentes a perforaciones en el tubo de recolección, (c) se coloca una drenaje entre el soporte poroso expuesto de cada una de las proyecciones hacia fuera, y (d) se deposita adhesivo a lo largo de la unión adhesiva y la línea de doblez de cada tarjeta de membrana para unir el drenaje a la tarjeta de membrana para formar una pluralidad de paquetes de membrana para el elemento de separación.
19. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la pluralidad de tarjetas de membrana se forman en un elemento de separación en el cual (a) cada una de las tarjetas de membrana es doblada para formar proyecciones sobre cada una de las tarjetas de membrana y una sección central entre cada una de las proyecciones con el soporte poroso orientado hacia fuera para doblarse y tener una unión adhesiva alrededor del perímetro del soporte poroso, (b) cada una de las secciones central es presionada sobre el tubo de recolección del fluido, de modo que cada una de las proyecciones se extienda hacia fuera de la línea de doblez, (c) se interpone un drenaje entre el soporte poroso de cada una de las proyecciones, y (d) se deposita adhesivo a lo largo de la unión adhesiva y la línea de doblez para unir el drenaje a cada una de las tarjeta de membrana para formar los paquetes de membrana para el elemento de separación.
20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque se une una hoja de un turbulizador a un material poroso similar a la gasa para proyectarse hacia fuera del tubo de recolección perforado .
21. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el material poroso similar a la gasa es el mismo para usarse en el drenaje y el turbulizador.
22. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el material poroso similar a la gasa tiene diferentes propiedades para usarse en el drenaje y el turbulizador.
23. Un proceso para producir un sistema de separación útil en la separación de materiales de un fluido, caracterizado porque comprende los pasos de: a) exponer una película fluoropolimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales; b) cortar la película acanalada resultante en una pluralidad de secciones separadas; c) atacar químicamente las secciones de la película acanalada con una solución de ataque químico para proporcionar las secciones de película con una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales; d) laminar las secciones resultantes de la membrana acanalada porosa a un soporte poroso por medio de un adhesivo; e) producir una tarjeta de membrana con los parámetros especificados; f) formar una unión adhesiva alrededor del perímetro del soporte poroso de las tarjetas de membrana; g) doblar cada una de las tarjetas de membrana a lo largo de una línea de doblez para que estén adyacentes a otra tarjeta de membrana para formar una proyección y una sección central entre cada una de las proyecciones, de modo que el soporte poroso se oriente hacia fuera; h) presionar la sección central de cada una de las tarjetas de membrana sobre el tubo de recolección de fluido, de modo que cada una de las proyecciones se extienda hacia fuera desde el tubo de recolección y líneas de doblez de al menos dos tarjetas de membrana pasen sobre el tubo de recolección adyacente a sus perforaciones; i) interponer un drenaje poroso similar a la gasa entre el soporte poroso de cada una de las proyecciones hacia fuera de cada una de la pluralidad de tarjetas de membrana, de modo que al menos uno esté en contacto con las perforaciones en el tubo de recolección; j) depositar adhesivo a lo largo de la unión adhesiva de cada una de las tarjetas de membrana para unir el drenaje a la tarjeta de membrana y los paquetes de membrana al tubo de recolección; k) unir al menos una hoja de un turbulizador a la sección central de cada una de las tarjetas de membrana y entre las proyecciones, de modo que los turbulizadores de los elementos de separación se proyecten hacia fuera del tubo de recolección de fluido; y 1) producir un sistema de separación que contiene una pluralidad de paquetes de membrana resultantes unidos operativamente al tubo de recolección de fluido.
24. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque los iones pesados son seleccionados del grupo de iones que consiste de kriptón, argón, xenón, bismuto y combinaciones de los mismos .
25. El proceso de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la densidad de canales está en el intervalo de 107 cm"2 hasta aproximadamente 109 cm"2.
26. El proceso de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el tamaño de los poroso está en el intervalo de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente lµm.
27. El proceso de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la solución de ataque químico es una solución alcalina.
28. El proceso de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la película fluoropolimérica es fluoruro de polivinilideno.
29. El proceso de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la solución alcalina es una solución alcalina de permanganato de potasio.
30. El proceso de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la solución alcalina también contiene sales de metales alcalinos en concentración suficiente para incrementar el punto de ebullición de la solución de ataque químico resultante a temperaturas mayores de 100 °C.
31. El proceso de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el ataque químico se lleva a cabo a temperaturas en el intervalo de mayor de 100 hasta aproximadamente 150 °C.
32. El proceso de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque la solución de ataque químico se pasa en contacto con la película acanalada a una velocidad de flujo para producir un número de Reynolds de aproximadamente 100 hasta aproximadamente 500.
33. El proceso de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el ataque químico se lleva a cabo durante un periodo en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 24 horas.
34. El proceso de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque las condiciones de temperatura, velocidad de flujo y tiempo son controladas de modo que el paso de ataque químico tome lugar con sobrecalentamiento de la solución de ataque químico de no más de 1°C.
35. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la sal de metal alcalina es cloruro de sodio.
36. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la sección de la película acanalada cortada es colocada dentro de un cásete para llevar a cabo el paso (c) fijando un extremo de la película a uno de una pluralidad de soportes fijos, extendiendo el extremo libre de la película alrededor del resto de los soportes fijos, fijando el extremo libre a un soporte giratorio, y haciendo girar el soporte giratorio para proporcionar un estiramiento preliminar de la película antes del ataque químico.
37. El proceso de conformidad con la reivindicación 36, caracterizado porque el cásete es colocado en la solución de ataque químico.
38. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el adhesivo rociado sobre la superficie del soporte a una concentración de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30 gm/m2 y la membrana acanalada porosa es laminada al soporte poroso.
39. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el adhesivo es aplicado a una superficie del soporte a una concentración en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 gotas por 6.45 cm2 (pulgada cuadrada) y la membrana acanalada porosa es laminada al soporte poroso .
40. Un proceso para producir un sistema de separación útil en la separación de material de un fluido, caracterizado porque comprende los pasos de: a) exponer un rollo continuo de película polimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales; b) atacar químicamente el rollo continuo de película acanalada a medida que el rollo pasa a través de una solución de ataque químico para proporcionar a la sección de película una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales; c) laminar el rollo resultante de membranas acanaladas porosas a un rollo de soporte poroso por medio de un adhesivo; d) cortar el rollo continuo de membranas acanaladas porosas soportadas en una pluralidad de tarjetas de membrana; e) formar una unión adhesiva alrededor del perímetro del soporte poroso de las tarjetas de membrana; f) doblar las tarjetas de membrana adyacentes a lo largo de las líneas de doblez respectivas para formar proyecciones y una sección central entre cada una de las proyecciones, de modo que el soporte poroso se oriente hacia fuera; g) presionar la sección central de cada una de las tarjetas de membrana sobre un tubo de recolección de fluido, de modo que cada una de las proyecciones se extienda hacia fuera del tubo de recolección y las líneas de doblez de al menos dos tarjetas de membrana presionadas sobre el tubo de recolección adyacente a sus perforaciones ; h) interponer un drenaje poroso similar a la gasa entre el soporte poroso de cada una de las conexiones hacia fuera de cada una de la pluralidad de tarjetas de membrana de modo que al menos un drenaje está en contacto con las perforaciones en el tubo de recolección; i) depositar adhesivo a lo largo de la unión adhesiva de cada tarjeta de membrana para unir el drenaje a la tarjeta de membrana y el tubo de recolección; j) unir al menos una hoja de un turbulizador a un material poroso similar a la gasa sobre la superficie de membrana porosa de cada una de las secciones centrales y entre las proyecciones, de modo que los turbulizadores se proyectan hacia fuera del tubo de recolección de fluido perforado; y k) producir un sistema de separación que contiene una pluralidad de tarjetas de membrana unidas operativamente al tubo de recolección de fluido.
41. Un proceso para producir una tarjeta de membrana útil en la separación de materiales de un fluido, caracterizado porque comprende los pasos de: a) exponer una película fluoropolimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales; b) producir por ataque químico poros en la película acanalada resultante con una solución de ataque químico para proporcionar a la película una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales; c) determinar el diámetro máximo de los poros de la membrana acanalada porosa resultante; y d) laminar la membrana acanalada porosa que tiene el tamaño de poro máximo deseado a un soporte poroso por medio de un adhesivo; y e) producir una tarjeta de membrana que contenga un soporte poroso y que tenga los parámetros especificados .
42. El proceso de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el paso (c) comprende : a) instalar una membrana impregnada de líquido en una celda; b) llenar la celda con un líquido; c) alimentar gas a la celda; d) medir la diferencia de presión sobre la celda; e) colocar la celda dentro de un recipiente cerrado de modo que la celda y el recipiente cerrado estén en comunicación fluídica; f) aplicar una diferencia de presión a la estructura sobre la membrana mientras se bombea simultáneamente el líquido desde el recipiente cerrado; g) alimentar un gas que tiene la misma composición del líquido en la cavidad resultante en el recipiente creada por la remoción del líquido del recipiente; h) medir continuamente la presión y diferencia de presión sobre la superficie de la membrana; i) registrar la presión sobre la superficie de la membrana a la cual desaparece la diferencia de presión sobre la membrana; j ) determinar el valor del coeficiente de tensión superficial del líquido a la presión registrada bajo el paso i) ; y k) calcular el valor del tamaño de poro máximo sobre la base de la fórmula de Laplace.
43. Un método para la determinación del diámetro máximo de los poros de la membrana, caracterizado porque comprende: a) instalar una membrana impregnada con líquido en una celda; b) llenar la celda con un líquido; c) alimentar gas a la celda; d) medir la presión de la celda; e) colocar la celda dentro de un recipiente cerrado de modo que la celda y el recipiente cerrado estén en comunicación fluídica; f) aplicar una presión no destructiva sobre la membrana mientras se bombea simultáneamente líquido desde el recipiente cerrado; g) alimentar un gas que tiene la misma composición del líquido en la cavidad resultante en el recipiente creada por la remoción del líquido del recipiente; h) medir continuamente la presión y diferencia de presión sobre la superficie de la membrana; i) registrar la presión sobre la superficie de la membrana a la cual desaparece la diferencia de presión sobre la membrana; j ) determinar el valor del coeficiente de tensión superficial del líquido a la presión registrada bajo el paso (g) ; y k) calcular el valor del diámetro de poro máximo sobre la base de la forma de Laplace.
44. Un proceso para la separación de materiales influido, caracterizado porque comprende los pasos de: a) exponer una película polimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales; b) reducir por ataque químico poros en la película acanalada resultante en una solución de ataque químico para proporcionar a la película una densidad de poroso correspondientes a la densidad de canales; c) laminar la membrana acanalada porosa resultante a un soporte poroso por medio de un adhesivo; d) producir una tarjeta de membrana con los parámetros especificados; y e) instalar la tarjeta de membrana en una unidad de separación.
45. El proceso de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque la unidad de separación tiene al menos una entrada de fluido original, al menos una salida de fluido procesado y al menos una de fluido no procesado.
46. El proceso de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque la unidad de separación tiene medios para cambiar la unidad de separación de un modo de procesamiento a un modo de retrolavado después de un tiempo predeterminado sobre la base de una diferencia de presión entre la presión en la salida de fluido procesado y la salida de fluido no procesado .
47. El proceso de conformidad con la reivindicación 46, caracterizado porque los medios son llevados a cabo por un transductor.
48. El proceso de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el transductor tiene primera y segunda secciones, recibiendo la primera sección una señal de lectura de presión de la salida de fluido procesado y recibiendo la segunda sección una señal de lectura de presión de la salida de fluido no procesado, para registrar la diferencia de presión entre la presión en la salida de fluido procesado y la salida de fluido no procesado, y para enviar una señal en respuesta a la diferencia de presión resultante para cambiar la unidad de separación de un modo de procesamiento a un modo de retrolavado.
49. El proceso de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque la presión en la salida de fluido procesado se incrementa sobre la presión de la salida de fluido no procesado a un nivel predeterminado debido a que la acumulación de materiales que están suspendidos en el fluido original incrementan la diferencia de presión que es registrada por el transductor para cambiar la unidad de separación al modo de retrolavado.
50. El proceso de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque un acumulador hidráulico en comunicación fluídica con el y la salida de fluido procesado está diseñado para sifonear una porción del fluido procesado durante el modo de procesamiento para proporcionar el fluido procesado necesario durante el modo de retrolavado.
51. El proceso de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el modo de procesamiento comprende los siguientes pasos: a) alimentar un fluido original a través de la entrada de fluido original a la unidad de separación; b) hacer pasar una porción de fluido original a través de la tarjeta de membrana; c) remover el fluido procesado a través de la salida de fluido procesado; d) remover la otra porción del fluido original que no se procesó a través de una salida de fluido no procesado; e) medir continuamente la presión y las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; f) medir continuamente la diferencia de presión entre las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; y g) continuar el modo de procesamiento hasta que el transductor cambie el sistema al modo de retrolavado.
52. El proceso de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el modo de retrolavado comprende los siguientes pasos: a) cerrar el flujo de fluido original a través de la entrada de fluido original para terminar el modo de procesamiento ; b) cerrar el flujo de fluido no procesado a través de la salida del fluido no procesado; c) reciclar el fluido procesado del acumulador hidráulico, vertiendo el flujo normal del flujo procesado de regreso a través de la salida de fluido procesado hacia la unidad de separación; d) retrolavar el fluido procesado a través de la tarjeta de membrana en la unidad de separación; e) remover el fluido procesado retrolavado a través de la entrada de alimentación; f) hacer pasar el fluido procesado retrolavado a través de una línea de bifurcación hacia la salida procesada; g) medir continuamente la presión y las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; h) medir continuamente la diferencia de presión entre las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; y i) continuar el modo de retrolavado hasta que el transductor cambie la unidad de separación al modo de procesamiento .
53. El proceso de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque la presión en la salida de fluido procesado disminuye debido a que la remoción de materiales de la tarjeta de membrana hacia el fluido no procesado en la operación de retrolavado hace disminuir la diferencia de presión que es registrada por el transductor para cambiar la unidad de separación al modo de procesamiento.
54. El sistema de separación para la separación de materiales de un fluido, caracterizado porque comprende: a) una unidad de separación que contiene elementos de separación que tienen al menos una entrada de fluido original, en al menos una salida de fluido procesado y al menos una de fluido no procesado; b) una bomba para alimentar un fluido original a través de la entrada de fluido original; c) una primera válvula en la entrada de fluido original ; d) un primer medidor de presión en la entrada de fluido original para medir la presión del fluido original que pasa a través de la primera válvula; e) un acumulador hidráulico en comunicación fluídica con la salida de fluido procesado; f) un segundo medidor de presión en la salida de fluido procesado para medir la presión del fluido procesado que pasa hacia el acumulador hidráulico; g) una segunda válvula en la salida de fluido no procesado; h) una tercera válvula en la salida de fluido procesado; i) una primera línea de bifurcación entre la entrada de fluido original y la salida de fluido no procesado; j) una cuarta válvula sobre la primera línea de bifurcación; k) una segunda línea de bifurcación conectada entre la salida no procesada y la cuarta válvula; 1) una quinta válvula sobre la segunda válvula de bifurcación; y m) un transductor que tiene primera y segunda secciones, recibiendo la primera sección una señal de la lectura de presión del segundo medidor de presión en la salida de fluido procesado y la segunda sección para recibir una señal de la lectura de presión del primer medidor de presión en la salida de fluido no procesado, para registrar una diferencia de presión entre la presión en la salida de fluido procesado y la salida de fluido no procesado y para enviar una señal a la quinta válvula en respuesta a la diferencia de presión resultante para controlar la abertura y cierre respectivos de la primera y quinta válvulas para el modo de procesamiento y el modo de retrolavado.
55. Un proceso para la separación de materiales de un fluido, caracterizado porque comprende los pasos de: a) exponer una película fluoropolimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales; b) cortar la película acanalada resultante en una pluralidad de secciones separadas; c) atacar químicamente las secciones de la película acanalada con una solución de ataque químico para proporcionar a las secciones de película una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales ; d) laminar las secciones resultantes de las membranas acanaladas a un soporte poroso por medio de un adhesivo; e) producir una tarjeta de membrana con los parámetros especificados; f) formar una unión adhesiva alrededor del perímetro del soporte poroso de al menos dos de las tarjetas de membrana; g) doblar cada una de las tarjetas de membrana a lo largo de una línea de doblez para estar adyacentes a otra membrana para formar una proyección y una sección central entre cada una de las proyecciones, de modo que el soporte poroso quede orientado hacia fuera; h) presionar la sección central de cada una de las tarjetas de membrana sobre un tubo de recolección de fluido, de modo que cada una de las proyecciones se extienda hacia fuera del tubo de recolección y las líneas de doblez de al menos dos de las tarjetas de membrana presionada sobre el tubo de recolección estén adyacentes a sus perforaciones; i) interponer un drenaje poroso similar a gasa entre el soporte poroso de cada una de las proyecciones hacia fuera de cada una de la pluralidad de tarjetas de membrana, de modo que al menos un drenaje esté en contacto con las perforaciones en el tubo de recolección; j ) depositar adhesivo a lo largo de la unión adhesiva de cada tarjeta de membrana para unir el drenaje a la tarjeta de membrana y los paquetes de membrana al tubo de recolección; k) unir al menos una hoja de un turbulizador a la sección central de cada una de las tarjetas de membrana y entre las proyecciones, de modo que los tubulizadores de los elementos de separación se proyectan hacia fuera del tubo de recolección de fluido; y 1) producir una unidad de separación que contenga una pluralidad de paquetes de membrana unidos operativamente al tubo de recolección de fluido; y m) montar el sistema de separación.
56. El proceso de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque el sistema de separación tiene al menos una entrada de fluido original, en al menos una salida de fluido procesada y una salida de fluido no procesado.
57. El proceso de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el sistema de separación tiene medios de regulación para cambiar de un modo de procesamiento a un modo de retrolavado después de un tiempo predeterminado sobre la base de una diferencia de presión entre la presión en la salida de fluido procesado y la salida de fluido no procesado.
58. El proceso de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque los medios de regulación son un transductor.
59. El proceso de conformidad con la reivindicación 58, caracterizado porque el transductor tiene primera y segunda secciones, la primera sección para recibir una señal de la lectura de presión de la salida de fluido procesado y la segunda sección para recibir una señal de la lectura de presión de la salida de fluido no procesado, y donde el transductor detecta una diferencia de presión entre la presión de la salida de fluido procesado y la presión de la salida de fluido de no procesado y enviar una señal en respuesta a la diferencia de presión resultante para cambiar el sistema de separación del modo de procesamiento al modo de retro1avado .
60. El proceso de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque la presión de la salida de fluido procesado se incrementa sobre la presión de la salida de fluido no procesado a un nivel predeterminado debido a que una acumulación de los materiales que estaban suspendidos en el fluido original dan como resultado un incremento en la diferencia de presión que es registrado por el transductor para obtener como resultado un cambio del modo de procesamiento al modo de retrolavado.
61. El proceso de conformidad con la reivindicación 60, caracterizado porque un acumulador hidráulico en comunicación fluídica con la salida de fluido procesado está diseñado para así formar una porción del fluido procesado durante el modo de procesamiento para proporcionar el fluido procesado necesario durante el modo de retrolavado.
62. El proceso de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el modo de procesamiento comprende los siguientes pasos: a) alimentar un fluido original a través de la entrada de fluido original hacia la unidad de separación; b) hacer pasar una porción de fluido original a través de la tarjeta de membrana; c) remover el fluido procesado a través de la salida de fluido de procesado; d) remover la otra porción del fluido original no procesado a través de una salida de fluido no procesado; e) medir continuamente la presión de las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; f) medir continuamente la diferencia de presión entre las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; y g) continuar el modo de procesamiento hasta que el transductor cambia la unidad de separación al modo de retrolavado.
63. El proceso de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque el modo de retrolavado comprende los siguientes pasos: a) cerrar el flujo de fluido original a través de la entrada de fluido original para terminar el modo de procesamiento ; b) cerrar el flujo del fluido no procesado a través de la salida de fluido no procesado; c) reciclar el fluido procesado del acumular hidráulico revirtiendo el flujo normal del fluido procesado de regreso a través de la salida de fluido procesado hacia el sistema de separación; d) retrolavar el fluido procesado a través de la membrana soportada en el sistema de separación; e) remover el fluido procesado retrolavado a través de la entrada de alimentación; f) hacer pasar el fluido procesado retrolavado a través de una línea de bifurcación hacia la línea de fluido no procesado; g) medir continuamente la presión en las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; h) medir continuamente la diferencia de presión entre las salidas de fluido procesado y fluido no procesado; y i) continuar el modo de retrolavado hasta que el transductor cambie del sistema de separación al modo de procesamiento.
64. El proceso de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque la presión en la salida de fluido procesada disminuye debido a que la remoción de materiales de la tarjeta de membrana en el fluido procesado retrolavado da como resultado una disminución en la diferencia de presión que es registrada por el transductor para cambiar el sistema de separación al modo de procesamiento.
65. Una unidad de separación para la separación de materiales de fluidos, caracterizado porque comprende una tarjeta de membrana y un drenaje para formar al menos un paquete de membrana, y al menos un turbulizador que está enrollado espiralmente sobre un tubo de recolección, de modo que el fluido procesado sea recolectado a través del drenaje, teniendo el paquete de membrana la tarjeta de membrana doblada a la mitad y un drenaje interpuesto entre las superficies de soporte porosas de las dos mitades de la tarjeta de membrana, teniendo el paquete de membrana una longitud determinada por la fórmula: L=3/V2k2/k?, donde: L es la longitud del paquete de membrana, metros (m) ki es el parámetro del drenaje, m3/hr-MPa; k2 es el parámetro de la tarjeta de membrana, m3/hr-MPa-m2.
66. La unidad de separación de conformidad con la reivindicación 65, caracterizada porque la tarjeta de membrana es una tarjeta acanalada soportada con un soporte poroso.
67. El proceso de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la longitud del paquete de la membrana es determinado por la fórmula: donde: L es la longitud del paquete de membrana, metros (m) ki es el parámetro del drenaje, m3/hr-MPa; k2 es el parámetro de la tarjeta de membrana, m3/hr -MPa-m2.
68. El proceso de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la pluralidad de tarjetas de membrana se forman en un elemento de separación en el cual (a) una primera hoja de un turbulizador hecha de un material poroso similar a la gasa se usa para formar una hoja superior del paquete; (b) una hoja de un drenaje hecho de un material similar a la gasa se interpone entre el soporte poroso de las hojas superior e inferior de la tarjeta de membrana, de modo que el fluido procesado sea recolectado a través del drenaje, y (c) una segunda hoja del turbulizador se usa para formar una hoja inferior del paquete. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporcionan procesos para producir membranas acanaladas porosas, tarjetas de membrana, paquetes de membrana, elementos de separación, unidades de separación y sistemas de separación, para usar los mismos para la separación de materiales de fluidos, y para determinar el diámetro de poro máximo de la membrana. Las membranas acanaladas porosas son producidas exponiendo una película polimérica a un bombardeo de iones pesados para proporcionar a la película una densidad de canales, producir por ataque químico poros en la película acanalada resultante con una solución de ataque químico para proporcionar a la película una densidad de poros correspondiente a la densidad de canales y laminar la membrana acanalada porosa resultante a un soporte poroso por medio de un adhesivo para producir tarjetas de membrana. Los paquetes de membrana y el turbulizador son enrollados espiralmente alrededor de un tubo de recolección de fluido para formar una unidad de separación. La unidad de separación está incluida en un sistema de separación con un acumulador de fluido procesado, tubos para la alimentación, fluidos no procesado y procesado, transductores de presión en comunicación fluídica con los tubos para los fluidos procesado y no procesado para controlar la temporización del retrolavado del sistema de separación cuando las membranas alcancen un alto nivel de retención de los materiales separados del fluido original o de alimentación.