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Estudio del comportamiento de una membrana de nanofiltración de bajo ensuciamiento frente a disoluciones iónicas. Desarrollo de metodologías de ajuste de los parámetros del modelo DSPM con efectos dieléctricos

Fernández Fernández, Irene 03 November 2017 (has links)
Nanofiltration modelling requires a deep understanding of the different separation mechanisms involved and their importance in nanofiltration performance for different solutions. In this context, the first part of the thesis approaches the characterization of the commercial membrane ESNA1-LF2 through the study of the experimental results for synthetic ionic solutions in the range of brackish waters and, more specifically, the natural brackish groundwaters of the Valencian Community. The effect of the feed composition and concentration, and pressure on the results obtained with the membrane was studied at a laboratory scale working with a flat module. Variations in permeate flux and rejection due to fouling phenomena were also studied with synthetic solutions of organic compounds, confirming the classification of the ESNA1-LF2 membrane within the low fouling membranes. In order to predict the membrane perfomances with nanofiltration models, it is necessary to determine the characteristic parameters of the models for a given feed and operating conditions. Thus, the second part of the thesis is focused on the application of the Donnan Steric-Partitioning Pore Model (DSPM) with dielectric exclusion to the results obtained with the different ionic solutions and on the determination of the five characteristic parameters of this model: pore radius (rp), effective membrane thickness (¿x/Ak), membrane charge density (Xdq and XdS) and pore dielectric constant (¿p). Firstly, a first-order sensitivity analysis was performed with results obtained by simulation, evaluating the changes of the output model variables (permeate flux and rejection) with the variation of each parameter. Only rp and ¿x/Ak have influence on the permeate flux results while rp and ¿p resulted the key parameters for rejection calculation. Model parameters can be determined directly or indirect by fitting the model with experimental results. In the present thesis, two indirect methodologies for the model parameters determination were used with the ESNA1-LF2 membrane results for the different ionic solutions studied. Thus, an individually determination of each parameter and a simultaneous determination of all parameters by fitting the model with a single set of experimental results were performed. To determine the best set of experiments for this simultaneous determination, a methodology based on simulation results is proposed which allow to evaluate a large number of combinations of experiments. The two groups of parameters obtained by both methodologies were validated by comparing the experimental results and those predicted by the model, obtaining unequal results for different feed compositions. The time validity for the values of the parameters for a continuous use of the membrane was verified by its determination before and after the fouling tests with organic compounds, obtaining only a significant variation of the parameter ¿x/Ak due to the observed decrease in membrane permeability. / La modelización de los procesos de nanofiltración necesita del conocimiento profundo de los distintos mecanismos de separación involucrados y de la importancia de los mismos en el rendimiento del proceso frente a distintas disoluciones. En este contexto, una parte de esta tesis se centra en la caracterización de la membrana comercial ESNA1 LF2 mediante el estudio de resultados experimentales con disoluciones sintéticas iónicas en el rango de las aguas salobres y, más concretamente, en el de las aguas salobres naturales subterráneas de la Comunidad Valenciana. Se estudió el efecto de la composición y concentración de la alimentación y de la presión en los resultados obtenidos con la membrana, a escala de laboratorio trabajando con un módulo plano. También se estudiaron las variaciones en la densidad de flujo de permeado y rechazo debidas a fenómenos de ensuciamiento mediante ensayos con disoluciones sintéticas de compuestos orgánicos, confirmándose la categorización de la membrana ESNA1-LF2 dentro de las membranas de bajo ensuciamiento. Para poder predecir el rendimiento de las membranas con modelos de nanofiltración, es necesaria la determinación de los parámetros característicos de los mismos para un tipo de alimentaciones y condiciones operativas determinadas. Así, la segunda parte de la tesis se centra en la aplicación del modelo Donnan Steric-Partitioning Pore Model (DSPM) con efectos dieléctricos a los resultados obtenidos con las distintas disoluciones iónicas y a la determinación de los cinco parámetros característicos del mismo: radio de poro de la membrana (rp), espesor efectivo de la membrana (¿x/Ak), densidad de carga de la membrana (Xdq y XdS) y constante dieléctrica en el poro (¿p). En primer lugar, se realizó un análisis de sensibilidad de primer orden de las variables de salida del modelo (densidad de flujo de permeado y rechazo) frente a la variación de cada parámetro, mediante resultados obtenidos por simulación. Sólo rp y ¿x/Ak influyen en los resultados de densidad de flujo de permeado mientras que rp y ¿p resultaron los parámetros clave a la hora de calcular el rechazo. La determinación de los parámetros del modelo puede ser directa, o indirecta a partir del ajuste de resultados experimentales. En la presente tesis se utilizaron dos metodologías de obtención indirecta con los resultados de la membrana ESNA1-LF2 para las disoluciones iónicas estudiadas. Así, se realizó la obtención de cada parámetro individualmente y la obtención de todos los parámetros simultáneamente mediante el ajuste de un único grupo de resultados experimentales. Para determinar el mejor conjunto de resultados experimentales para dicha obtención simultánea se propone una metodología que permite evaluar un gran número de combinaciones mediante resultados obtenidos por simulación. El grupo de parámetros obtenidos mediante una y otra metodología fueron validados mediante la comparación de los resultados experimentales y los predichos por el modelo, obteniendo resultados desiguales dependiendo de la composición de la alimentación. El estudio de la validez en el tiempo de los parámetros para un uso continuado de la membrana se realizó mediante la determinación de los mismos antes y después de los distintos ensayos de ensuciamiento con compuestos orgánicos realizados, obteniéndose únicamente una variación significativa del parámetro ¿x/Ak debido a la disminución observada de la permeabilidad de la membrana. / La modelització de processos de nanofiltració necessita del coneixement en profunditat dels diferents mecanismes de separació que involucra i de la seua importància en el rendiment amb diferents dissolucions. En aquest context, una part de la tesi es centra en la caracterització de la membrana comercial ESNA1-LF2, mitjançant l'estudi de resultats experimentals per a dissolucions sintètiques iòniques en el rang de les aigües salobres i, mes concretament, en el de les aigües salobres naturals subterrànies de la Comunitat Valenciana. Es va estudiar l'efecte de la composició i concentració de l'aliment i de la pressió als resultats obtinguts amb la membrana, a escala de laboratori i treballant amb un mòdul pla. També s'estudiaren les variacions en la densitat del flux de permeat i rebuig degudes a fenòmens d'embrutiment mitjançant assajos amb dissolucions sintètiques de compostos orgànics, confirmant-se la categorització de la membrana ESNA1-LF2 dins de les membranes de baix embrutiment. Per poder fer la predicció del rendiment de les membranes amb models de nanofiltració, es necessari determinar els paràmetres característics d'estos models per a un aliment i condicions operatives determinades. Així, la segona part de la tesi es centra en l'aplicació del model Donnan Steric-Partitionig Pore Model (DSPM) amb efectes dielèctrics als resultats obtinguts amb les diferents dissolucions iòniques i a la determinació dels cinc paràmetres característics d'este model: radi de porus de la membrana (rp), espessor efectiu de la membrana (¿x/Ak), densitat de carrega de la membrana (Xdq y XdS) i constant dielèctrica en el porus (¿p). En primer lloc, es va realitzar un anàlisi de sensibilitat de primer orde de les variables d'eixida del model (densitat de flux de permet i rebuig) enfront de la variació de cada paràmetre, per mitjà de resultats obtinguts per simulació. Només rp i ¿x/Ak influïxen en els resultats de densitat de flux de permeat, mentre que rp i ¿p van resultar els paràmetres clau a l'hora de calcular el rebuig. La determinació dels paràmetres del model pot ser directa, o indirecta a partir de l'ajust de resultats experimentals. En la present tesi es van utilitzar dos metodologies d'obtenció indirecta amb els resultats de la membrana ESNA1-LF2 per a les dissolucions iòniques estudiades. Així, es va realitzar l'obtenció de cada paràmetre individualment i l'obtenció de tots els paràmetres simultàniament per mitjà de l'ajust d'un únic grup de resultats experimentals. Per a determinar el millor conjunt de resultats experimentals per a la dita obtenció simultània es proposa una metodologia, que permet avaluar un gran nombre de combinacions per mitjà de resultats obtinguts per simulació. El grup de paràmetres obtinguts per mitjà de l'una i l'altra metodologia van ser validats per comparació dels resultats experimentals i dels predits pel model, obtenint resultats desiguals depenent de la composició de l'aliment. L'estudi de la validesa en el temps dels paràmetres, per a un ús continuat de la membrana, es va realitzar per mitjà de la determinació dels mateixos abans i després dels distints assajos d'embrutiment amb compostos orgànics, obtenint-se únicament una variació significativa del paràmetre ¿x/Ak, causada per la disminució observada en la permeabilitat de la membrana. / Fernández Fernández, I. (2017). Estudio del comportamiento de una membrana de nanofiltración de bajo ensuciamiento frente a disoluciones iónicas. Desarrollo de metodologías de ajuste de los parámetros del modelo DSPM con efectos dieléctricos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90391 / TESIS
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Recuperación de agua y de agentes de limpieza industrial : diseño de un sistema integrado con membranas para la recuperación de detergentes de fase única

Fernández Martínez, Pablo 28 March 2007 (has links)
La higiene es un factor de gran importancia en la industria láctea, necesaria para conseguir un producto final de calidad y seguro microbiológicamente. Para el mantenimiento de las condiciones higiénicas se realizan limpiezas y desinfecciones periódicas, habitualmente mediante instalaciones de limpieza in situ, más conocidas por el término anglosajón CIP (Cleaning In Place).Esto implica consumir un elevado volumen de productos químicos (ácidos, bases, detergentes y desinfectantes), tanto en las operaciones de limpieza como en las de neutralización de efluentes, originándose un elevado caudal de aguas residuales, cuyo tratamiento es también costoso.Así, se admite hoy que estas industrias consumen de media 2.6 kg de productos químicos por cada 1000 litros de leche tratada. Por ello una industria con un elevado volumen de producción, como es el caso de Corporación Alimentaria Peñasanta (CAPSA), con sede en Granda (Siero, Asturias). Esta industria, que trata 1.5 millones de litros de leche al día tan sólo en su planta de Granda (Asturias), tiene un consumo diario superior a 4000 kg de productos químicos. Además las operaciones de limpieza también implican un elevado consumo de agua; de hecho hoy se acepta que las industrias lácteas generan entre 1 y 5 litros de efluentes por cada litro de leche tratada. En el caso de la factoría de CAPSA citada anteriormente se produciría un flujo volumétrico de aguas residuales comprendido entre 1.5 y 7.5 millones de litros al día. (La producción de efluentes en dicha planta es de 6 millones de L/día). La evacuación de estos efluentes tiene un coste elevado, estimado hoy entre 0.90 y 2.40 ?/m3 en los países de la Unión Europea, aunque en España es algo menor (del orden de 0.53 ?/m3 en la citada industria).El elevado consumo de detergentes y de agua que implican las operaciones de limpieza ha provocado que, en los últimos años, hayan aparecido los llamados detergentes de fase única, los cuales integran las etapas ácidas, alcalinas y de desinfección permitiendo un ahorro de agua y de productos químicos, además de un ahorro de tiempo al eliminarse los aclarados intermedios.Aunque este tipo de detergentes todavía no está consolidado en las industrias lácteas, ya ha sido recogido por la Unión Europea en su catálogo de mejores tecnologías disponibles (MTD's) como una de las técnicas emergentes. Por ello, se ha centrado el estudio en la recuperación de este tipo de detergentes, sobre los que además no existen trabajos al respecto, en lugar de los productos clásicos. A tal objeto, se han utilizado técnicas limpias, como son las técnicas de separación con membranas, para la recuperación de un detergente de fase única, el cual está siendo actualmente utilizado en una instalación de yogur que la empresa Corporación Alimentaria Peñasanta posee en su planta de Granda (Siero, Asturias).Con objeto de comprobar la eficacia del detergente recuperado, se ha utilizado en diversas pruebas, ya a escala industrial, en una de las envasadoras de dicha planta de yogur con lo que se incluyen datos reales de pruebas de limpieza.Se evaluó también la posibilidad de utilizar los concentrados rechazados por la membrana para su posible uso en alimentación animal.Finalmente, se ha realizado un diseño y una evaluación económica con objeto de conocer la viabilidad técnica y económica de un desarrollo a escala industrial.
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Aplicación de la Ósmosis Inversa y Nanofiltración en el Acondicionamiento de Aguas para Calderas

García Olmos, Carlos Francisco 12 November 2002 (has links)
Se estudió el comportamiento de membranas de ósmosis inversa y nanofiltración a utilizar en el pretratamiento del agua para la alimentación de calderas.Se analizó la velocidad de permeado y la selectividad de las membranas respecto de la presión, temperatura y concentración del agua de alimentación.Se estudiaron siete membranas; dos de nanofiltración y cinco de ósmosis inversa. Los mejores análisis de la retención fueron para las membranas ESPA1, CPA2 y PAC, con retenciones mínimas del 99.3%, cuando las concentraciones son del 0.1 %, NaCl.La modelización se desarrolló con base en los principios de solución-difusión, solución-difusión-imperfección, poros finos y termodinámica irreversible, y se determinó un modelo con cada uno de ellos, utilizando para el efecto correlaciones lineales y no lineales. Se definió expresiones para la velocidad de permeación, velocidad de permeación del soluto y la retención, identificando en cada caso los valores de los coeficientes.El proceso de modelización se optimizó por el criterio de los mínimos cuadrados y una función objetivo, que establece una calificación de las predicciones de los modelos, para los errores por defecto o por exceso a los valores reales de la experimentación.Los modelos fueron evaluados conforme a la función objetivo, de donde se determinó aplicar el modelo de poros finos, por sus mayores aproximaciones en las predicciones al comportamiento de las membranas ESPA1, CPA2 y PAC, además de brindar mayores opciones de calibración y ajuste.Se elaboró un diseño con cada una de las membranas seleccionadas, de un sistema de acondicionamiento de aguas para una caldera, con aguas de dureza alta, media y baja, los cuales se compararon con el diseño obtenido mediante software comercial. Para cada uno de ellos se hizo su evaluación económica, y se comparó el coste del metro cúbico de agua tratada con el de otros tratamientos como el intercambio iónico.
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Fabricación de membranas de acetato de celulosa aptas para osmosis inversa y nanofiltración mediante el método de inversión de fase

Gozálvez Zafrilla, José Marcial 25 March 2009 (has links)
Los procesos de membrana han alcanzado una amplia aceptación dentro de diversos campos. Sin embargo, la producción de membranas europea no está en relación con el volumen de su utilización, por lo que interesa desarrollarla. La investigación y desarrollo en la producción de membranas busca obtener membranas con características de separación y resistencia eficaces y cada vez más adaptadas a procesos específicos. La presente tesis entra dentro de esta línea afrontando: 1. La determinación de las variables influyentes en la preparación mediante el método de inversión de fase por inmersión - precipitación de membranas compuestas de Acetato de Celulosa sobre soporte no-tejido dentro de los rangos de ósmosis inversa y nanofiltración. 2. El establecimiento de las bases para la fabricación en máquina de membranas compuestas mediante la comparación de los resultados experimentales del método manual de fabricación con los obtenidos en un prototipo de máquina de fabricación industrial de membranas planas existente en el Departamento de Ingeniería Química y Nuclear de la Universidad Politécnica de Valencia. Los resultados obtenidos permitieron evaluar los efectos de la variación de las condiciones de fabricación sobre el comportamiento y características de la membrana fabricada. No obstante, el método manual presentó elevada dispersión y baja reproducibilidad, si bien, los resultados que se obtienen se pueden considerar orientativos para la fabricación en máquina, si se tiene en cuenta la salvedad de que un soporte de membrana adecuado en el método manual podría no serlo para la fabricación en máquina. / Gozálvez Zafrilla, JM. (1998). Fabricación de membranas de acetato de celulosa aptas para osmosis inversa y nanofiltración mediante el método de inversión de fase [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4281 / Palancia
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Aplicación de membrana de nanofiltración para eliminar disruptores endocrinos en la potabilización del agua

Abi-Faiçal Castanheira, Ana Paula 19 November 2010 (has links)
Muchas de las actividades humanas contribuyen al deterioro del medio ambiente debido a la gran variedad de residuos químicos vertidos. Algunas de estas sustancias químicas son bastante persistentes y causan serios efectos en los animales y en la salud humana en un largo período de tiempo, incluso cuando están presentes en concentraciones muy bajas (Kuramitz et al, 2002), como ocurre con los disruptores endocrinos (DEs). Un disruptor endocrino (DE), conforme a la definición de la Comisión de las Comunidades Europeas, es una sustancia exógena o una mezcla que altera la(s) función(es) del sistema endocrino y consecuentemente causa efectos adversos a la salud en un individuo o en su descendencia o en parte de la población (CEC, 1999). Como efectos adversos a la salud, los estudios médicos han demostrado en los últimos años un deterioro en la capacidad reproductiva humana en los países más industrializados; un aumento en la incidencia de alteraciones en el desarrollo de los órganos genitales; la aparición de la menstruación en edades cada vez más precoces (menarquia precoz); mayor frecuencia de la endometriosis; y el cáncer en los órganos que dependen de las hormonas, como es el caso de la mama, de la próstata, del testículo y del ovario. A propósito, el cáncer de ovario es una de las principales causas de mortandad en el mundo occidental (Aranda, 2004). Debido a la actividad estrogénica, tanto los detergentes como los esteroides han sido incluidos en las diversas listas preliminares de los compuestos DEs. El nonilfenol (NP) (compuesto sintético que posee actividad estrogénica, actúa como DE y es ampliamente usado como materia bruta para la fabricación de detergentes, anti-oxidantes de plástico, pesticidas y como un agente suplementario y estabilizador del cloruro de polivinilo (PVC) (Kuramitz et al, 2002)) ha sido clasificado como sustancia peligrosa prioritaria en el campo de la política del agua por la Estructura Directiva del Agua de la Comunidad Europea 2000/60/EC y por la decisión final de la Unión Europea nº 2455/2001/EC. La Directiva 2008/105/CE establece que el NP deberá presentar, como valor medio anual máximo, la concentración de 0,3 μg/L y como concentración máxima admisible, el valor de 2,0 μg/L, tanto para las aguas superficiales continentales como para otras aguas superficiales. La Agencia de Protección Ambiental (EPA, 2006) establece, en el criterio de calidad del agua, los valores límites de concentración de NP en agua dulce: 28 μg/L (a corto plazo) y de 6,6 μg/L (media de 4 días), para proteger la vida acuática de los efectos adversos. La estrona (E1) (estrógeno natural, excretado por el hombre y por la mujer a través de la orina y de los excrementos, está presente en muchas aguas y efluentes domésticos, presenta alta persistencia en el ambiente y alto potencial como DE (Schäfer and Waite, 2002)) está en la lista nº 3 de contaminantes químicos (CCL 3 List) de la EPA (2001), pero no existen reglamentaciones que limiten la concentración de este contaminante en el agua. Lo que existe es una indicación de que concentraciones de E1, en el rango entre 0,01 y 0,10 μg/L, ejercen efectos estrogénicos en peces (Routledge et al., 1998; Petrovic et al., 2004). Como la cuestión de la contaminación del agua por los DEs es un problema emergente y muy grave, por la perturbación que provoca en el sistema hormonal humano, el objetivo de este trabajo es comparar la eficiencia de la eliminación del NP y de la E1 de las aguas superficiales de un río brasileño, mediante tratamientos, a escala de laboratorio, como: las técnicas de membrana de nanofiltración, de ultrafiltración, el tratamiento convencional (coagulación, floculación, sedimentación y filtración en arena) y el carbón activo en polvo y en grano, como adsorbentes, buscando contribuir con conocimientos para la mejoría de la calidad del agua potable y consecuentemente a la mejoría de la calidad de vida / Many human activities contribute to environmental degradation due to the wide variety of chemical waste dumped. Some of the chemicals are quite persistent and cause serious effects on animal and human health over a long period of time, even when present in very low concentrations (Kuramitz et al, 2002), like endocrine disruptors (EDs). An endocrine disruptor (ED) as defined by the Commission of the European Communities, is an exogenous substance or mixture that alters the function(s) of the endocrine system and consequently causes adverse health effects in a person or their progeny or part of the population (CEC, 1999). As adverse health effects, medical studies have shown in recent years a decline in human reproductive capacity in most industrialized countries; an increase in the incidence of abnormalities in the development of the genitals; the appearance of menstruation increasingly earlier (early menarche); increased frequency of endometriosis; and cancers in organs that depend on hormones, such as breast, prostate, testicle and ovary. By the way, ovarian cancer is a major cause of death in the Western world (Aranda, 2004). Due to estrogenic activity both detergents and steroids have been included in the preliminary lists of various ED compounds. Nonylphenol (NP)(synthetic compound that has estrogenic activity, acts as a ED and is widely used as raw material for manufacturing detergents, plastic anti-oxidants, pesticides and as an additional agent and stabilizer of polyvinyl chloride (PVC) (Kuramitz et al, 2002)) has been classified as priority hazardous substance in the field of water policy by the European Community Water Framework Directive 2000/60/EC and by the final decision of the European Union N. 2455/2001/EC. Directive 2008/105/EC provides that NP shall be limited, as an annual average, to the maximum concentration of 0.3 μg/L and to a maximum allowable concentration of 2.0 μg/L, both for inland surface and other surface waters. The Environmental Protection Agency (EPA, 2006) provides, regarding water quality criterion, the NP concentration limits in fresh water: 28 μg/L (short term) and 6.6 μg/L (average of four days) to protect aquatic life from adverse effects. Estrone (E1) (natural estrogen, excreted by men and women in urine and feces, is present in many waters and domestic wastewater, has high environmental persistence and high potential as ED (Schäfer and Waite, 2002)) is include in EPA Contaminant Candidate List 3 (CCL 3) (2001), but there are no regulations that limit concentration of this pollutant in the water. What exists is an indication that E1 concentrations in the range between 0.01 and 0.10 μg/L exert estrogenic effects in fish (Routledge et al., 1998, Petrovic et al., 2004). Since the issue of water pollution by EDs is a very serious emerging problem, for the disturbance it causes in the human hormonal system, the objective of this study is to compare the efficiency of the elimination of NP and E1 from surface waters of a river in Brazil by treatments in laboratory scale, such as the techniques of nanofiltration and ultrafiltration membrane, conventional treatment (coagulation, flocculation, sedimentation and sand filtration) and activated carbon powder and grain as adsorbents, seeking to contribute with knowledge to improve drinking water quality and consequently quality of life.
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Recuperación de compuestos fenólicos contenidos en la salmuera residual del proceso de fermentación de las aceitunas de mesa mediante procesos de membrana: combinación de la ultrafiltración y la nanofiltración

Carbonell Alcaina, Carlos 01 September 2017 (has links)
Wastewater generated by the industry of table olives production stands out by its high salinity and high organic matter load and phenolic compounds concentration, which are difficult to degrade. These compounds have a double characteristic, on one hand, they have a fitotoxic nature harmful to the ground, but on the other hand, they also possess an antioxidant nature, which has a great interest for the food, cosmetic and pharmaceutic industries. The main aim of this work is the recovery of phenolic compounds from the residual brine generated in the table olives fermentation process. For this purpose, membrane processes, both ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF), and adsorption with resins have been considered. The permeate from the UF was used as feed for the NF step and the NF permeate was submitted to a non-ionic resins adsorption process. The UF and the NF experiments were performed at laboratory scale using flat organic membranes of different molecular weight cut off and material (UP005 and UH030 UF membranes and NF245 and NF270 NF membranes). The following operating conditions were varied: the transmembrane pressure (for each type of membranes, a range of 1 to 3 bar and 5 to 15 bar were considered, respectively), the crossflow velocity (between 2.2 to 3.7 m¿s-1 and 0.5 to 1.5 m¿s-1, for each type of membranes, respectively) and the volume reduction factor. The effect of these parameters on the permeate flux and the recovery of the phenolic compounds was studied. Furthermore, the influence of these parameters on the membrane fouling was analysed and the optimal cleaning protocols were selected. Moreover, the experimental results obtained in the UF step were fitted to mathematical models to predict the evolution of permeate flux with time. Adsorption was performed using a non-ionic resin, and desorption was carried out by using ethanol as a solvent. Results showed that the UF membranes were capable of eliminate nearly all the turbidity of the residual brine, obtaining a permeate stream with a greater purity of phenolic compounds. The best results in terms of permeate flux, chemical oxygen demand elimination and phenolic compounds recovery were reached using a UP005 membrane at 3 bar and 2.2 m¿s-1. The NF membranes could remove practically all the colour of the residual brine and to increase to a greater extent the purity of phenolic compounds in the permeate stream. The best results in terms of permeate flux, chemical oxygen demand elimination and phenolic compounds recovery were obtained using a NF245 membrane at 15 bar and 1.5 m¿s-1. The combination of both membrane processes increased the phenolic compounds/DQO ratio by 60% when compared to the residual brine. The subsequent adsorption step showed that it is possible to recover a high fraction (98 %) of the phenolic compounds (hydroxytyrosol and tyrosol) present in the NF permeate, achieving a high purity (97%), and obtaining also an acid saline stream with low concentration of phenolic compounds. / Las aguas residuales generadas en el proceso de elaboración de aceitunas de mesa destacan por su elevada salinidad y su elevada concentración de materia orgánica y de compuestos fenólicos, los cuales son difíciles de degradar. Estos compuestos tienen una característica dual, por un lado, tienen carácter fitotóxico para el suelo, pero por contra, tienen un fuerte carácter antioxidante, lo que resulta de gran interés para las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. El objetivo principal de este proyecto es la recuperación de los compuestos fenólicos presentes en la salmuera residual del proceso de fermentación de las aceitunas de mesa, mediante la utilización de procesos de membrana, tanto ultrafiltración (UF) como nanofiltración (NF), y adsorción con resinas. El permeado obtenido en la UF fue utilizado como alimentación de la NF, y el permeado obtenido en la NF se sometió a una etapa de adsorción con resinas no iónicas. Los ensayos de UF (UP005 y UH030) y NF (NF245 y NF270) se realizaron a escala de laboratorio con membranas planas orgánicas de distinto corte molecular, variando en cada ensayo la velocidad tangencial (entre 2.2 y 3.7 m¿s-1, y 0.5 y 1.5 m¿s-1, respectivamente), la presión transmembranal (entre 1 y 3 bar, y 5 y 15 bar, respectivamente) y el factor de reducción de volumen. Se estudió cómo afectan estos parámetros a la densidad de flujo de permeado y a la recuperación de compuestos fenólicos. Así mismo, también se estudió el efecto que tienen estos parámetros sobre el ensuciamiento de las membranas y se seleccionaron los protocolos óptimos de limpieza de las mismas. Además, los resultados experimentales obtenidos en los ensayos con las membranas de ultrafiltración se ajustaron a modelos matemáticos para predecir la variación de la densidad de flujo de permeado con el tiempo. La adsorción se realizó con una resina no iónica, y la desorción se realizó utilizando etanol como disolvente. Los resultados obtenidos mostraron que las membranas de UF son capaces de eliminar casi totalmente la turbidez de la salmuera residual, logrando producir una corriente de permeado con un mayor grado de pureza de compuestos fenólicos. Las mejores condiciones de operación en la ultrafiltración, en términos de densidad de flujo de permeado, eliminación de demanda química de oxígeno y recuperación de compuestos fenólicos, se obtuvieron con la membrana UP005 a 3 bar y 2.2 m¿s-1. Las membranas de NF consiguieron reducir casi completamente el color de la salmuera residual y enriquecer más corriente de permeado en compuestos fenólicos. Las mejores condiciones de operación en la nanofiltración, en términos de densidad de flujo de permeado, eliminación de demanda química de oxígeno y recuperación de compuestos fenólicos, se obtuvieron con la membrana NF245 a 15 bar y 1.5 m¿s-1. Mediante la combinación de estos procesos de membranas se aumentó el ratio compuestos fenólicos/DQO un 60% respecto de la salmuera inicial. La adsorción mostró que es posible recuperar una elevada fracción de los compuestos fenólicos, 98%, (hidroxitirosol y tirosol) presentes en la corriente de permeado de la NF con una alta pureza (97%), obteniéndose por otro lado una corriente salina ácida con muy baja concentración de compuestos fenólicos. / Les aigües residual generades en el procés d'elaboració d'olives de taula destaquen per la seua elevada salinitat i la seua elevada concentració de matèria orgànica i de compostos fenòlics, els quals són difícils de degradar. Estos compostos tenen una característica dual, d'una banda, tenen caràcter fitotòxic, i d'un altra, tenen un fort caràcter antioxidant, el que fa que tinguen un gran interès per a les industries alimentaries, cosmètiques i farmacèutiques. L'objectiu principal d'aquest projecte és la recuperació de compostos fenòlics continguts en la salmorra residual del procés de fermentació de les olives de taula, mitjançant l'utilització de processos de membrana, tant d'ultrafiltració (UF), com de nanofiltració (NF), i adsorció amb resines. El corrent de permeat obtingut en la UF va ser utilitzat com alimentació de la NF, i el permeat obtingut en la NF va ser sotmès a una etapa d'adsorció amb resines no iòniques. Els assajos d'UF (UP005 i UH030) i NF (NF245 i NF270) es realitzaren a escala de laboratori amb membranes planes orgàniques de distint tall molecular, variant en cada assaig la velocitat tangencial (entre 2.2 i 3.7 m¿s-1, i 0.5 i 1.5 m¿s-1, respectivament), la pressió transmembranal (entre 1 i 3 bar, i 5 i 15 bar, respectivament) i el factor de reducció de volum. Es va estudiar com afecten aquests paràmetres a la densitat de flux de permeat i a la recuperació dels compostos fenòlics. Així mateix, també es va estudiar l'efecte que tenen aquests paràmetres sota l'embrutament de les membranes i es van seleccionar el protocols òptims de neteja de les mateixes. A més, els resultats experimentals obtinguts en els assajos amb les membranes d'ultrafiltració es van ajustar a models matemàtics per a predir la variació de la densitat de flux de permeat amb el temps. L'adsorció es realitzà amb una resina no iònica, i la desorció es realitzà utilitzant etanol com a dissolvent. Els resultats obtinguts mostraren que les membranes d'UF poden eliminar quasi completament la terbolesa de la salmorra residual, aconseguint produir un corrent de permeat amb un major grau de puresa de compostos fenòlics. Les millors condicions d'operació en la ultrafiltració, en els termes de la densitat de flux de permeat, l'eliminació de la demanda química d'oxigen i la recuperació dels compostos fenòlics, es van obtindré amb la membrana UP005 a 3 bar i 2.2 m¿s-1. Les membranes de NF van aconseguir reduir quasi completament el color de la salmorra residual i enriquir més el corrent de permeat en compostos fenòlics. Les millors condicions d'operació en la nanofiltració, en els termes de la densitat de flux de permeat, l'eliminació de la demanda química d'oxigen i la recuperació de compostos fenòlics, es van obtindré amb la membrana NF245 a 15 bar i 1.5 m¿s-1. Mitjançant la combinació d'aquests processos de membranes s'augmentà el rati de compostos fenòlics/DQO un 60% respecte de la salmorra inicial. L'adsorció va mostrar que es possible recuperar una elevada fracció del compostos fenòlics, 98%, (hidroxitirosol i tirosol) presents en el corrent de permeat de la NF amb una alta puresa (97%), obtenint-se per un altre costat un corrent salí àcid amb una baixa concentració de compostos fenòlics. / Carbonell Alcaina, C. (2017). Recuperación de compuestos fenólicos contenidos en la salmuera residual del proceso de fermentación de las aceitunas de mesa mediante procesos de membrana: combinación de la ultrafiltración y la nanofiltración [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86142 / TESIS
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Reducción de microcontaminantes mediante procesos biológicos, tratamiento con membranas y carbón activado

Bernal, María Ángeles 27 May 2020 (has links)
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Estudio del proceso de nanofiltración para la desmineralización del lactosuero dulce

Cuartas Uribe, Beatriz Elena 06 May 2008 (has links)
En la presente tesis se estudia la viabilidad de un tratamiento por tecnologías de membranas para desmineralizar un lactosuero dulce procedente de una industria quesera de la Comunidad Valenciana. Como técnica de tratamiento se estudia el proceso de nanofiltración para eliminar las sales minerales de la lactosa, si bien previamente se lleva a cabo la eliminación de las proteínas por ultrafiltración. Tanto las proteínas como la lactosa se pueden emplear como ingredientes en una gran variedad de productos. Los ensayos de membranas han sido realizados tanto en configuración plana como en arrollamiento en espiral en una planta diseñada por el Departamento de Ingeniería Química y Nuclear, que permite operar con ambos tipos de módulos. Para la determinación de todos los componentes implicados en el proceso se emplean diversas técnicas analíticas como absorción atómica, espectrofotometría de UV-Vis, cromatografía iónica, etc. Los ensayos del proceso de nanofiltración se realizan tanto con disoluciones modelo de suero como con suero dulce real. Los ensayos mediante disoluciones modelo, se llevan a cabo con las membranas comerciales NF200, NF270, Ds-5 DK y Ds-5 DL. De todas ellas, la membrana NF200 es la que muestra mayores densidades de flujo e índices de rechazo, mientras que la membrana Ds-5 DL es la que muestran los valores más bajos. Sin embargo, ambas son susceptibles de utilizarse en el proceso de desmineralización, por lo que son seleccionadas para estudiar su comportamiento con el suero real. Las densidades de flujo obtenidas con las membranas NF200 y Ds-5 DL en los ensayos con el suero real, no muestran diferencias significativas entre si, si bien los índices de rechazo más altos corresponden a la membrana la NF200. Mientras que los valores de densidad de flujo del ión cloruro para las membranas NF200 y Ds-5 DL corresponden a 9,9 g/m2h y 32,42 g/m2h respectivamente. Para mejorar las tasas de desmineralización obtenidas por concentración con la membrana Ds-5 DL, s / Cuartas Uribe, BE. (2005). Estudio del proceso de nanofiltración para la desmineralización del lactosuero dulce [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1878 / Palancia
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Eliminación de microcontaminantes orgánicos presentes en aguas residuales urbanas mediante MBR combinado con oxidación avanzada y con filtración por membranas

Vásquez-Rodríguez, Edgardo D. 28 June 2018 (has links)
En muchas regiones del mundo con escasez de agua, la reutilización de los efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) se convierte en una alternativa cada vez más extendida y deseable. En los últimos años, gracias al desarrollo de técnicas analíticas avanzadas capaces de detectar contaminantes a muy baja concentración, se ha puesto en evidencia la presencia de microcontaminantes en los efluentes de las EDAR. Dado que las investigaciones recientes han demostrado que tienen efectos adversos sobre el medio ambiente y la salud humana, es necesario el uso de un tratamiento terciario para el refinado de estas aguas, a fin de evitar que los microcontaminantes (MCs) lleguen al agua de riego y a los cuerpos de aguas naturales. Se trata en muchos casos de sustancias de uso cotidiano como productos farmacéuticos y de cuidado personal, plastificantes, pesticidas, retardantes de llama, drogas de abuso, surfactantes, nanomateriales, entre otros. Todo ello probablemente relacionado con su uso masivo por parte de la población y por la deficiencia de los tratamientos biológicos actuales, que no fueron diseñados para hacer frente a este tipo de contaminantes. La tecnología de biorreactores de membrana (MBR) comprende la combinación del sistema convencional de lodos activados con la filtración mediante membranas, obteniendo un permeado de alta calidad con una elevada tasa de degradación de los microcontaminantes. No obstante, algunos son más refractarios al tratamiento MBR. Por lo tanto, es necesario un tratamiento adicional para la eliminación y la oxidación de compuestos refractarios, que pueden ser los procesos de oxidación avanzados (POA), que se basan principalmente en la generación de radicales hidroxilo (HO∙) con un alto potencial oxidativo y baja especificidad, capaces de mineralizar y degradar una gran variedad de compuestos orgánicos. Entre los POAs, la ozonización es un proceso en el que la oxidación puede tener lugar a través de vías directas e indirectas. Mientras que la vía directa de la oxidación se produce por medio de ozono molecular, durante la vía indirecta se produce a través del radical hidroxilo generado por la descomposición de ozono. En el caso de la fotólisis, que es un proceso en el que las moléculas de MCs sufren descomposición como resultado de la absorción de luz o radiaciones. Existen dos tipos de fotólisis: la fotólisis directa en la que la absorción directa de los fotones conduce a la degradación de los contaminantes y la fotólisis indirecta que se produce en presencia de fotosensibilizadores que absorben la luz y generan radicales oxigenados reactivos que realizan la degradación de la sustancia objetivo. Por otro lado, la optimización de las tecnologías existentes y el desarrollo de nuevas técnicas para el tratamiento, incluyendo la tecnología de membranas, la cual ha surgido como una importante innovación para el tratamiento y la recuperación de efluentes de EDAR. Durante los últimos años, esta tecnología ha recibido mucha atención por parte de investigadores y fabricantes, como resultado de una mejora de los materiales y técnicas de membranas, que proporcionan flujos más altos, una vida útil más larga, una disminución considerable del coste para la eliminación del ensuciamiento, etc. Además la separación de MCs del efluente tratado. El principal objetivo de la presente investigación es buscar un sistema que pueda eliminar/degradar los contaminantes emergentes de las aguas residuales, para ello se emplea un sistema combinado que consiste en una planta piloto de MBR, alimentada con aguas residuales sintéticas, de características similares a la urbana, para evaluar la eliminación de los MCs a diferentes edades del lodo. Los efluentes obtenidos se tratan mediante procesos adicionales de filtración (NF y OI), ozonización y radiación UV para eliminar los contaminantes refractarios, y su posterior comparación en cuanto a rendimiento de eliminación/degradación de los 30 MCs seleccionados. Para este estudio se utilizó un MBR a escala laboratorio de 90 L, con un módulo de membranas sumergido interno, fibra hueca de microfiltración, con un tamaño de poro de 0,4 µm y una superficie filtrante de 1 m2. El afluente utilizado es agua residual sintética dopada con los 30 microcontaminantes seleccionados, pertenecientes a las familias de triazinas, organoclorados, fármacos, hormonas, productos de cuidado personal, surfactantes, parabenos y plastificantes. Además se ha operado a tiempos de retención celular de 30 y 60 días. Para los post-tratamientos se utilizó un generador de ozono Modelo Anseros, COM-AD-01 con una generación efectiva de 4 g O3/h @ 100NL∙h-1, acoplado a una de columna de 0,75 L para el contacto ozono-agua. Para la realización del tratamiento UV se utiliza un fotoreactor con una lámpara de baja presión (LP) con una potencia regulable de 5-20 W de potencia con emisiones UV de 185 – 254 nm de la marca UV-Consulting peschl España. El sistema de filtración consiste en un módulo de células con agitación Amicon, los cuales son un soporte de filtros que posee juntas tóricas. A este módulo se le acoplaron membranas de NF (FILMTEC NF270) y OI (FILMTEC XLE-2521) con el objetivo de filtrar los efluentes del MBR. La mayoría de los compuestos han podido ser eliminado/degradado mediante el sistema MBR, Sin embargo algunos compuestos resultaron refractarios al tratamiento MBR como la simazina, atrazina, terbutilazina, linuron, alacloro y lindano, pertenecientes al grupo de triazinas y organoclorados, mientras que en el grupo de fármacos y hormonas, la carbamazepina, diclofenaco y 17-α-etinilestradiol son los compuestos refractarios al tratamiento MBR principalmente debido a sus condiciones hidrofílicas y a la persistencia de sus grupos funcionales. Según los resultados obtenidos en este estudio la dosis óptima para la ozonización es de 16 mg O3∙L-1, ya que con ésta se obtuvieron altos rendimientos superiores al 91% de eliminación de los compuestos refractarios, principalmente para los fármacos. Los resultados obtenidos en este estudio muestran que la dosis óptima UV es de 5.374 mJ∙cm2 ya que con ésta se obtuvieron altos rendimientos de eliminación combinado con un pretratamiento MBR con rendimientos superiores a 87% de eliminación de los compuestos biorefractarios, siendo los organoclorados y triazinas los mejores eliminados. Debido a que el tratamiento MBR y la oxidación UV u O3 son capaces de eliminar MCs por diferentes mecanismos de degradación, un sistema híbrido que involucre MBR + UV u O3 puede aprovechar su naturaleza complementaria. La oxidación UV y O3 puede complementar muy bien el tratamiento MBR, resultando en más del 85% de eficiencia de eliminación de los 30 MCs seleccionados en este estudio, incluyendo aquellos que son mal eliminados por tratamiento MBR u oxidación con UV u O3 cuando se implementan por separado. El sistema MBR+ NF obtiene rendimientos superiores al 83%, mientras que la configuración MBR+OI presentó rendimientos superiores al 96% de separación del agua producto. De hecho, el tratamiento con membrana NF/OI complementa muy bien el tratamiento con MBR, y la mayoría de los 30 MCs seleccionados en este estudio se eliminaron por debajo de los límites de detección. En este trabajo de investigación se muestran cuatro posibles combinaciones de tecnologías para la eliminación/degradación de los MCs presentes en las aguas residuales urbanas pero se deja bien claro que la selección de la tecnología depende del tipo de agua a tratar, los tipos de microcontaminantes que estén presentes y el uso final de ese efluente. Además de otros aspectos técnicos y económicos.
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Implementación de tecnología de membranas para la valorización de los compuestos fenólicos presentes en las aguas residuales de la industria de producción de aceite de oliva

Sánchez Arévalo, Carmen María 20 October 2023 (has links)
Tesis por compendio / [ES] El sector agroalimentario constituye una de las industrias con mayor relevancia. Durante la producción de aceite de oliva, se generan grandes volúmenes de subproductos, destacando el alperujo, que contiene todos los restos de la aceituna que permanecen una vez que se ha extraído el aceite. Se trata de un subproducto con una elevada carga orgánica, lo que puede suponer un riesgo ambiental si no se gestiona adecuadamente. Por otro lado, el alperujo es rico en compuestos fenólicos, los cuales tienen un elevado interés industrial, debido a sus propiedades antioxidantes. Esto representa una oportunidad excelente para valorizar el alperujo, recuperando compuestos de interés y reduciendo la carga contaminante del residuo. En esta Tesis Doctoral, se ha abordado este reto, en el marco de la Tecnología de Membranas. En primer lugar, se llevó a cabo la optimización de un proceso de extracción sólido-líquido asistida por ultrasonidos, para extraer los compuestos fenólicos presentes en el alperujo. Se obtuvieron resultados satisfactorios tanto con mezclas de etanol/agua como con agua pura. Además, se llevó a cabo una caracterización detallada de los metabolitos presentes en los extractos derivados del alperujo, de forma que se determinaron más de 50 compuestos. En las siguientes etapas, se emplearon tanto los extractos obtenidos con etanol/agua 50:50 (v/v) como los acuosos. En cuanto a estos últimos, se trataron mediante ultrafiltración, seleccionando las membranas UP005 y UH030, debido a su adecuada productividad y eficacia en términos de rechazo a la demanda química de oxígeno. Los compuestos fenólicos fueron recuperados con mayor pureza en el permeado de este proceso. A continuación, esta corriente de permeado fue sometida a un proceso de nanofiltración, empleando la membrana NF270 (DuPont), para llevar a cabo la concentración de los compuestos fenólicos previamente purificados. Además, se demostró la viabilidad de esta membrana, NF270, para separar compuestos fenólicos de bajo peso molecular y azúcares, empleando disoluciones modelo con una composición basada en las aguas residuales de la industria oleícola. Los extractos hidroalcohólicos de alperujo también fueron tratados mediante procesos de membrana. Previamente, se llevó a cabo una revisión exhaustiva de la literatura científica relacionada con la ultrafiltración en medio orgánico. A continuación, se evaluó un proceso de ultrafiltración para purificar los extractos de alperujo preparados con etanol/agua 50:50 (v/v), obteniendo resultados satisfactorios en cuanto a la estabilidad de las membranas (empleando las membranas UF010104 y UF010801v3, de la casa comercial SolSep BV, y UP005, de Microdyn Nadir) y la recuperación de compuestos fenólicos en el permeado. Para aumentar la pureza de estos compuestos fenólicos y abordar su fraccionamiento, se estudió un proceso de nanofiltración con disolventes orgánicos, empleando una disolución simulada, cuyo disolvente fue etanol/agua 50:50 (v/v), y con una composición basada en el permeado del proceso de ultrafiltración (con la membrana UP005) en medio orgánico. La membrana NF270 fue la más destacada, debido a su notable densidad de flujo de permeado. Además, esta membrana rechazó adecuadamente los compuestos no deseados, como azúcares y ácidos, lo que facilitó la recuperación satisfactoria de los compuestos fenólicos en el permeado. Considerando los resultados obtenidos, se propuso un proceso integrado basado en la extracción de estos compuestos con etanol/agua 50:50 (v/v), la ultrafiltración de este extracto, con la membrana UP005, para llevar a cabo su purificación, la nanofiltración, con la membrana NF270, de la corriente de permeado obtenida previamente, para aumentar la pureza y fraccionar los compuestos fenólicos y, finalmente, la concentración de la corriente de permeado obtenida durante la nanofiltración, mediante un proceso de ósmosis reversa, empleando la membrana NF90 (DuPont) que rechazó apropiadamente los compuestos fenólicos. / [CA] El sector agroalimentari constitueix una de les indústries amb major rellevància. Durant la producció d'oli d'oliva, es generen grans volums de subproductes, entre els quals destaca l'alperujo, que conté totes les restes de l'oliva que romanen una vegada que s'ha extret l'oli. Es tracta d'un subproducte amb una elevada càrrega orgànica, la qual cosa pot suposar un gran risc ambiental. D'altra banda, l'alperujo és ric en compostos fenòlics, els quals tenen un elevat interés industrial, degut a les seues propietats antioxidants. Aquest contingut en compostos bioactius representa una oportunitat excel·lent per a valorar l'alperujo, recuperant compostos d'interés i reduint la càrrega contaminant del residu. En aquesta Tesi Doctoral, s'ha abordat aquest repte, en el marc de la Tecnologia de Membranes. En primer lloc, es va dur a terme l'optimització d'un procés d'extracció sòlid-líquid assistida per ultrasons, per a extraure els compostos fenòlics presents a l'alperujo. Es van obtindre resultats satisfactoris tant amb mescles d'etanol/aigua com amb aigua pura. A més, es va dur a terme una caracterització detallada dels metabòlits presents en els extractes derivats de l'alperujo, de manera que es van determinar més de 50 compostos. En les següents etapes del procés, es van emprar tant els extractes obtinguts amb etanol/aigua 50:50 (v/v) com els extractes aquosos. Quant a aquests últims, es van tractar mitjançant ultrafiltració, estudiant les membranes, seleccionant les membranes UP005 i UH030, a causa de la seua adequada productivitat i eficàcia en termes de rebuig a la demanda química d'oxigen. Els compostos fenòlics van ser recuperats amb major puresa al permeat d'aquest procés. A continuació, el corrent de permeat obtinguda durant l'etapa d'ultrafiltració va ser sotmesa a un procés de nanofiltració, emprant la membrana NF270 (DuPont), per a dur a terme la concentració dels compostos fenòlics prèviament purificats. A més, es va demostrar la viabilitat d'aquesta membrana, NF270, per a separar compostos fenòlics de baix pes molecular i sucres, emprant dissolucions model. Els extractes hidroalcohòlics d'alperujo també van ser tractats mitjançant processos de membrana. Prèviament, es va dur a terme una revisió exhaustiva de la literatura científica relacionada amb la ultrafiltració al mig orgànic. A continuació, es va avaluar un procés d'ultrafiltració per a purificar els extractes d'alperujo preparats amb etanol/aigua 50:50 (v/v), obtenint resultats satisfactoris quant a l'estabilitat de les membranes (emprant les membranes UF010104 i UF010801v3, de la casa comercial SolSep BV, i UP005, de Microdyn Nadir) i la recuperació de compostos fenòlics, els quals es van obtindre en el corrent de permeat. Per augmentar la puresa d'aquests compostos fenòlics i abordar el seu fraccionament, es va estudiar un procés de nanofiltració amb dissolvents orgànics, utilitzant una dissolució simulada, que el seu dissolvent va ser etanol/aigua 50:50 (v/v), i amb una composició basada en el permeat del procés d'ultrafiltració al mig orgànic. D'entre totes les membranes, la membrana NF270 va ser la més destacada, a causa de la seua notable densitat de flux de permeat. A més, aquesta membrana va rebutjar adequadament els compostos no desitjats, com a sucres i àcids, la qual va facilitar la recuperació satisfactòria dels compostos fenòlics en el permeat. Considerant els resultats obtinguts, es va proposar un procés integrat basat en l'extracció d'aquests compostos amb etanol/aigua 50:50 (v/v), la ultrafiltració d'aquest extracte, amb la membrana UP005, per a dur a terme la seua purificació, la nanofiltració, amb la membrana NF270, del corrent de permeat obtinguda prèviament, per augmentar la puresa i fraccionar els compostos fenòlics i, finalment, la concentració del corrent de permeat obtinguda durant la nanofiltració, mitjançant un procés d'osmosi reversa, emprant la membrana NF90 (DuPont) que va rebutjar apropiadament els compostos fenòlics. / [EN] The agri-food sector is one of the industries with higher international relevance. During olive oil production, large volumes of by-products are generated. Among them, the wet olive pomace stands out. It contains all the olive components remaining after the olive oil extraction. This by-product has a high organic load, which may represent an environmental risk if it is not properly disposed. On the other side, the wet olive pomace is rich in phenolic compounds, which have high industrial interest due to their antioxidant properties. This content in bioactive compounds represents an excellent opportunity to valorize the wet olive pomace, recovering compounds of interest and reducing the contaminant load of the residue. In this Doctoral Thesis, this challenge has been addressed, in the framework of Membrane Technology. First, an ultrasound-assisted solid-liquid extraction was optimized to extract the phenolic compounds from wet olive pomace. Satisfactory results were obtained, both with mixtures of ethanol/water and with pure water. Furthermore, a detailed characterization of the metabolites present in the extracts derived from wet olive pomace was conducted. More than 50 compounds were determined. During the following stages, both the extracts obtained with ethanol/water 50:50 (v/v) and the aqueous extracts were considered. The aqueous extracts were treated by ultrafiltration, selecting the UP005 and UH030 membranes, due to their suitable productivity and efficacy, in terms of the rejection of the chemical oxygen demand. The phenolic compounds were recovered at a higher purity in the permeate. Afterwards, the ultrafiltration permeate was treated by nanofiltration, employing the NF270 membrane (DuPont), in order to concentrate the previously purified phenolic compounds. Moreover, the feasibility of the NF270 membrane to separate low-molecular-weight phenolic compounds from sugars was demonstrated. To that end, simulated solutions, with a composition based on olive mill wastewaters, were employed. The hydroalcoholic extracts of wet olive pomace were also treated by membrane processes. Previously, an exhaustive review of the scientific literature related to organic-solvent ultrafiltration was addressed. Later, it was evaluated an ultrafiltration process to purify the wet olive pomace extracts prepared with ethanol/water 50:50 (v/v). Satisfactory results were obtained, regarding the membranes stability (UF010104 and UF010801v3, from the manufacturer SolSep BV, and UP005, from Microdyn Nadir) and the recovery of phenolic compounds. These molecules were obtained in the permeate stream. To increase the purity of the phenolic compounds and address their fractionation, an organic-solvent nanofiltration process was studied. A simulated solution, whose solvent was ethanol/water 50:50 (v/v), was employed. The composition of this solution was based on the UP005 permeate obtained in organic media. Among all the evaluated membranes, the NF270 membrane stood out due to the high permeate flux. Furthermore, this membrane properly rejected the unwanted compounds, such as sugars and acids. This allowed the satisfactory recovery of phenolic compounds in the permeate stream, after their purification and fractionation. Considering these results, an integrated process was proposed. It was based on the extraction of the compounds of interest with ethanol/water 50:50 (v/v), and a further ultrafiltration, nanofiltration, and reverse osmosis process. The ultrafiltration of the extract was performed with the UP005 membrane to conduct its purification. Then, the UP005 permeate was nanofiltered, employing the NF270 membrane to enhance the purity of the phenolic compounds and fractionate them. Finally, the NF270 permeate was concentrated by means of a reverse osmosis process, employing the NF90 membrane (DuPont), which suitably rejected the phenolic compounds. / Sánchez Arévalo, CM. (2023). Implementación de tecnología de membranas para la valorización de los compuestos fenólicos presentes en las aguas residuales de la industria de producción de aceite de oliva [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/198859 / Compendio

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