Por qué las membranas cerámicas chinas están robando el foco

Definición de membrana cerámica china

La membrana de cerámica china es una membrana preparada sinterizando materias primas como alúmina, zirconia y titania. Las paredes de los tubos de membrana cerámica chinos están densamente llenas de microporos. La diferencia de presión estática en ambos lados de la membrana actúa como la fuerza impulsora durante la filtración. Las moléculas pequeñas (o líquidos) pasan a través de la membrana, mientras que las moléculas grandes (o partículas sólidas, gotas líquidas) son retenidas por la membrana, logrando así la separación, concentración y purificación de diferentes componentes del líquido de alimentación.

Los mecanismos de filtración de membrana cerámica china incluyen filtración de flujo cruzado y filtración sin salida. Entre estos, la filtración de flujo cruzado tiene ventajas de rendimiento, por lo que la mayoría de los productos de la compañía utilizan principalmente filtración de flujo cruzado.

La filtración de flujo cruzado se refiere al proceso en el que el líquido de alimentación fluye tangencialmente sobre la superficie de la membrana a alta velocidad, pasando el filtrado (o permeado) a través de la superficie de la membrana a presión. La circulación del líquido de alimentación suprime eficazmente el problema de la obstrucción de los medios de filtro que se encuentra comúnmente en los métodos tradicionales de filtración sin salida, asegurando el funcionamiento continuo del proceso de separación, mejorando la eficiencia y precisión de la separación, y reduciendo efectivamente el consumo de energía en el proceso de separación.

El principio de filtración de flujo cruzado de la membrana de cerámica china contrasta con la filtración sin salida: al filtrar líquidos de alimentación de alta concentración, las partículas grandes en el líquido de alimentación se retienen fácilmente en la superficie de la membrana, lo que provoca incrustaciones de la membrana y una rápida disminución de la eficiencia de separación. Este método solo es adecuado para tratar líquidos con un contenido de sólidos muy bajo.

Por qué las membranas cerámicas chinas tienen potencial de mercado

La membrana de cerámica china tiene excelentes propiedades mecánicas, resistencia química y precisión de filtración. Inventado por el Dr. Pall durante el Proyecto Manhattan en la década de 1940, más de 70 años de desarrollo han visto expandirse sus campos de aplicación desde la energía nuclear, militar y aeroespacial a dominios civiles como semiconductores, nuevas energías y productos biofarmacéuticos. Para 2023, el tamaño del mercado global alcanzó los 6,83 mil millones de dólares. En el Medio Oriente, donde los recursos hídricos son escasos, los gastos de proyectos de desalinización planificados o en curso suman hasta 39,3 mil millones de dólares en 2023. Esto indica un potencial de expansión rápida a largo plazo. La desalinización térmica tradicional consume alrededor de 5 kWh por metro cúbico, mientras que la desalinización por membrana consume solo 2.5-3 kWh por metro cúbico. Bajo la iniciativa "Belt and Road", se espera que la desalinización basada en membranas amplíe significativamente la demanda de exportaciones nacionales de membranas de separación.

Por qué las membranas cerámicas chinas se están convirtiendo en un foco clave en el desarrollo de la industria de membranas de China

Los materiales de membrana son ampliamente utilizados para la separación selectiva de líquidos y gases. Los materiales de membrana inorgánica tienen ventajas de rendimiento. Las membranas son materiales con funciones selectivas de separación. Cuando hay fuerzas impulsoras como la diferencia de presión, la diferencia de concentración o la diferencia de potencial en ambos lados de la membrana, los componentes de la alimentación pasan selectivamente a través de la membrana, logrando la separación, clasificación, concentración y purificación de diferentes componentes líquidos o gaseosos.

Desde una perspectiva material, los materiales de membrana se dividen en membranas orgánicas y membranas cerámicas chinas. Entre estos, las membranas inorgánicas tienen excelentes propiedades tales como alta precisión de separación, estabilidad química, resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a altas temperaturas, resistencia a solventes orgánicos y alta resistencia mecánica. La membrana de cerámica china muestra una buena aplicabilidad en la separación de la industria de procesos en entornos hostiles, como sistemas de reacción a alta temperatura y solventes, así como en campos especiales de tratamiento de agua como corrosividad fuerte, alta temperatura, alta salinidad, contenido de aceite y altos sólidos suspendidos. Se ha convertido en un importante material de membrana con importantes perspectivas de desarrollo, con campos de aplicación que se extienden continuamente desde el tratamiento tradicional del agua hasta sectores aguas abajo de alto valor como semiconductores, alimentos, productos farmacéuticos y nuevas energías.