Contribución a la investigación y desarrollo de la tecnología electrodiálisis con membranas bipolares
- Autores: María del Pilar Mier López
- Directores de la Tesis: Inmaculada Ortiz Uribe (dir. tes.), Raquel Ibáñez Mendizábal (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2008
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Bilbao Elorriaga (presid.), Ángel Irabien Gulías (secret.), Félix García-Ochoa Soria (voc.), Dimitrios Stamatialis (voc.), Francisco Rodríguez Somolinos (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Esta tesis doctoral, dirigida a la investigación y desarrollo de la tecnología Electrodiálisis con Membranas Bipolares (EDBM), ha sido realizada en el grupo Procesos Avanzados de Separación (PAS) de la Universidad de Cantabria en el marco de los proyectos BQU 2002/03357 y CTQ 2005/02583 y de la beca FPU AP2005-1877 concedida por el Ministerio de Educación y Ciencia. La formación ha sido completada a través de una estancia en los laboratorios de investigación de la empresa belga BIOPOLE, especialistas en separación y aplicación de proteínas lácteas.
El trabajo ha supuesto el inicio de una nueva línea de investigación en el grupo que tiene como punto central el estudio de la tecnología EDBM. La novedad estriba en el empleo de las membranas bipolares, desarrolladas en la década de los 50, y que ya se encuentran disponibles comercialmente. Las primeras aplicaciones de la tecnología dirigidas a la obtención de ácidos y bases inorgánicas en el sector químico de base que se han visto incrementadas a la fabricación de ácidos orgánicos y otros productos de alto valor añadido, extendiendo las aplicaciones a la tecnología a os sectores farmacéutico y de alimentación.
En este tesis doctoral se han planteado dos objetivos fundamentales: En primer lugar, contribuir al conocimiento científico mediante el análisis y modelado de la tecnología EDBM. Para ello, se llevó a cabo la construcción y puesta apunto de una instalación de laboratorio con capacidad para montar una celda de tres compartimentos siendo el área afectiva de los electrodos de 100 cm2. Como caso de estudio se seleccionó el proceso de obtención de HC1 y NaOH partiendo de NaC1 y, tras una planificación experimental dirigida a estudiar la influencia de las variables de operación; concentración, densidad de corriente y número de unidades, se obtuvo su influencia en el flujo a través de las membranas. Se propuso un modelo matemático riguroso partiendo de la ecuación de la ecuación de Maxwell-Stefan, consiguiendo describir con éxito los resultados obtenidos en un amplio intervalo de concentraciones.
En segundo lugar, las virtudes que ha demostrado la tecnología EDBM en términos de eficacia y sencillez de operación han motivado la investigación de nuevas aplicaciones. En esta tesis se ha seleccionado como caso de estudio la separación de proteínas lácteas por el nivel de implantación del sector en la región y la necesidad de aumentar el aprovechamiento de la materia prima. Se ha conseguido la separación de caseína de alta pureza mediante EDBM y se ha estudiado la separación de la proteína de alto valor añadido lactoferrina, combinando las tecnologías EDBM y filtración tangencial de alta resolución (HPTFF).
