Procesos de pre-tratamiento
En el proceso de centrifugación fue utilizada una centrífuga JOUAN (modelo C3.12) de fabricación europea. En el soporte de la centrífuga están acoplados 4 recipientes de polipropileno con capacidad individual de 750 ml. Inicialmente fueron tomados alrededor de 700 ml del suero crudo en cada recipiente, y posteriormente centrifugado. El suero centrifugado fue separado por filtración en vacío utilizándose papel de filtro cuantitativo. Luego, se procedió a la determinación del contenido de grasa, proteínas y lactosa del suero crudo y del centrifugado de acuerdo con los métodos detallados anteriormente.
Otro proceso de pre-tratamiento evaluado, fue la denominada precipitación termo-cálcica, que fue realizada según la metodología descrita en la literatura (Kim et al., 1989; Karleskind et al., 1995; Pereira et al., 2002). Esta metodología consiste en el ajuste del pH del suero a 7,3-7,5, y adición de 1,2 a 1,4 g de CaCl2 por litro de suero, y posterior calentamiento de la solución a 50-55 º C, durante un periodo de 8 a 10 minutos. El suero pre-tratado fue utilizado en los experimentos de micro-filtración.
Ensayos de eliminación de grasa y determinación de la condición experimental
Los experimentos de micro-filtración fueron realizados en la unidad MF/UF (NETZSCH), utilizando el principio de filtración tangencial (modelo 027.06-1C1/07-0005/AI). El módulo de filtración utilizado era de acero inoxidable AISI 304, con membrana tubular cerámica de a-Al2O3/ZrO2, con diámetro nominal medio de poros de 0,2 µm, diámetro interno de 7 mm y área de 0,005 m2. Este módulo está equipado con manómetros en la entrada y la salida para posibilitar el control de la presión trans-membrana y acoplado a un baño termo-estático que permite el control de la temperatura de la solución contenida en el tanque de alimentación.
Se realizaron ensayos de permeación con el suero, para investigar la variación del flujo de permeato con el tiempo, a la presiones de trans-membranas de 1 y 2 bar, y temperaturas de 25 °C y 50 °C, en las cuatro siguientes condiciones: suero filtrado con filtración en vacío, utilizándose papel filtro cuantitativo (SF); suero centrifugado durante 15 minutos con una fuerza centrífuga relativa (FCR) de 1770 x g (SC15); suero centrifugado durante 20 minutos con FCR de 1770 x g (SC20) y suero centrifugado tratado con cloruro de calcio (SC20+CaCl2). Los ensayos de micro-filtración fueron realizados buscando determinar la mejor condición de operación para eliminación de grasas, que posibilite un mayor aprovechamiento de las proteínas y lactosa del suero.
Los ensayos de micro-filtración fueron realizados usando una cantidad de 4 litros de suero pre-tratado en cada ensayo, sin retorno de permeato, manteniéndose la velocidad tangencial. Al principio de la filtración, las muestras de permeato fueron colectadas por cortos periodos de tiempo y posteriormente, los intervalos de tiempo fueron aumentados para determinar la curva de flujo de permeato en el tiempo. El flujo de permeato fue medido por diferencia de masa. Muestras de las corrientes de alimentación, permeato y concentrado fueron colectadas para posterior análisis.
El flujo de agua desionizada fue medido antes y después de cada ensayo, a una presión trans-membrana de 1 bar y temperatura de 25 °C, para posterior cálculo del coeficiente de fouling. Después de cada ensayo de micro-filtración, la membrana fue sometida a limpieza de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. En seguida, el flujo de agua desionizada fue medido, a varias presiones y a temperatura de 25 °C, para verificar si la permeabilidad de la membrana volvía al valor inicial después del proceso de limpieza.
Coeficiente de fouling
Los ensayos realizados permitieron evaluar el fenómeno de fouling, considerado como el residuo adherido a la membrana y no removido por el enjuague. El coeficiente de fouling fue calculado por la ecuación 1 (Rao, 2002):
Coeficiente de fouling
Coeficiente de fouling
Resistencia total de la membrana
Las resistencias debido al fouling y de la capa de polarización fueron determinadas, midiéndose el flujo del suero por medio de la ecuación 2.
Informe graso suero
Informe grasa suero
Informe grasa suero
Informe grasa suero
Informe grasa suero
Informe grasas suero
Luego, con Rm y Rc conocidos y utilizando la ecuación 3, se tiene;
RESULTADOS Y DISCUSIÓN