Si bien las membranas de PES se utilizan ampliamente para la concentración de proteínas, dispositivos médicos y el tratamiento de agua y aguas residuales, su naturaleza hidrofóbica inherente, que provoca su ensuciamiento, es su principal desventaja. La literatura muestra una cantidad considerable de investigación sobre la modificación de las membranas de PES mediante diversos métodos para reducir el ensuciamiento y mejorar su rendimiento. A pesar de décadas de investigación, la disponibilidad comercial de membranas de PES cargadas es extremadamente limitada.

Técnicamente, los principales enfoques para desarrollar membranas de PES cargadas son la modificación del polímero de PES y la modificación de la superficie. A pesar de las presentaciones previas sobre la concentración de proteína de suero con membranas cargadas producidas mediante modificación de la superficie, estas membranas no han tenido éxito a largo plazo.

Las membranas ZwitterCo utilizan una nueva química de copolímero zwitteriónico. En lugar de suponer un cambio radical en la química de las membranas existentes, las membranas ZwitterCo representan un avance con una revolucionaria química antiincrustante que ha demostrado ser permanente y estable en condiciones de campo.

Por favor, Visita nuestra página de innovación en nuestro sitio web para aprender más sobre la química.

El gráfico contenía datos proporcionados por nuestro cliente. Algunos días, solo se proporcionaron datos de las membranas ZwitterCo Evolution SF.

Evolución SF Los elementos sanitarios son ideales para las siguientes aplicaciones: alta concentración de proteínas en sólidos, corrientes con alto contenido de grasa y concentración de proteínas donde ya se utiliza NF (y no se requiere rechazo de lactosa y cenizas).

Evolution SF reemplaza membranas de UF más herméticas en la parte final del sistema, como las de 3 kDa y 5 kDa. Si las membranas de UF que deben reemplazarse son de 10 kDa o más, se debe considerar Evolution PCM.

Evolution SF puede reemplazar las membranas de NF convencionales basadas en piperazina, a menudo con un MWCO de 200 Da a 800 Da. Una pregunta importante a considerar al reemplazar las membranas de NF es: "¿Qué más necesita retener la NF además de la proteína en mi producto?". Evolution SF no está diseñado para rechazar significativamente especies más pequeñas como la lactosa o los minerales.

Por ejemplo, en la producción de WPI, no se puede usar un evaporador para elevar los sólidos antes del secado, ya que desnaturalizaría la proteína. En su lugar, una estrategia consiste en usar NF para eliminar el agua y elevar los sólidos antes del secado. Si se usa Evolution SF en esta aplicación, pasará más lactosa y aumentará aún más la proteína, lo que resulta en una mayor densidad aparente. Además, los elementos Evolution SF se pueden limpiar de forma más sencilla y eficiente que los elementos NF convencionales, incluso con cloro si es necesario.

El espesor de las membranas Evolution es consistente con el de las membranas convencionales con respaldo de poliéster, por lo que el área de la membrana de las espirales Evolution es equivalente a los elementos de membrana convencionales.

Los sistemas que se limpian y desinfectan con alta temperatura y pH elevado se encuentran principalmente en Europa Occidental. Para estos sistemas se comercializan membranas específicas con respaldo de polipropileno, a menudo denominadas pHT o HpHT.

Las especificaciones de temperatura de las membranas Evolution son equivalentes a las de las membranas sanitarias fabricadas con soporte de poliéster: 55 °C/131 °F para funcionamiento continuo y 50 °C/122 °F para limpieza. Se utilizan productos químicos desinfectantes comunes, como el cloro (aunque no para ósmosis inversa) y el ácido peracético, para garantizar una desinfección completa de los sistemas. ZwitterCo colabora con sus clientes para explorar la desinfección a mayor temperatura y está investigando continuamente para ampliar la gama de membranas Evolution.

Las membranas Evolution SF son un reemplazo directo de las membranas convencionales, y se utilizan las mismas bombas y motores al reemplazar las membranas NF. Según nuestra experiencia, las membranas Evolution SF funcionan a la misma presión o a una presión menor que las membranas NF convencionales.

Los elementos Evolution SF ya cumplen con la normativa de la FDA para el procesamiento de suero y leche, y los elementos Evolution PCM y Evolution RO, que también cumplen con la normativa de la FDA, estarán disponibles a finales de 2025. Estamos buscando certificaciones adicionales, como la USDA, la Norma Sanitaria 3A 45-03, Halal y Kosher para las membranas Evolution. También hemos comenzado a trabajar en el Reglamento Europeo (CE) 1935/2004 para 2026.

Sí, hay un Estudio de caso en nuestro sitio web mostrando estos datos de un procesador de suero con sede en EE. UU. que utiliza Evolution RO para concentrar corrientes de efluentes.

ZwitterCo ha comenzado a aplicar el Reglamento Europeo (CE) 1935/2004, con el objetivo de finalizarlo en 2026. Consulte la pregunta 7 (arriba) para obtener más información sobre las certificaciones reglamentarias.

Se ha realizado una cantidad considerable de trabajo analítico para garantizar el cumplimiento de la FDA. Estos datos confirmaron que los posibles componentes del copolímero zwitteriónico están presentes en niveles tan bajos, si es que están presentes, que su seguridad es razonablemente segura.

Se ha determinado que los elementos de membrana Evolution SF, incluidos sus subcomponentes individuales, cumplen plenamente con la Ley Federal de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos y las regulaciones aplicables sobre aditivos alimentarios, incluidas, entre otras, 21 CFR 174.5 (“Disposiciones generales aplicables a aditivos alimentarios indirectos”), cuando se utilizan de acuerdo con las pautas.

Respuesta corta: no.

Al principio del seminario web, analizamos dos formas diferentes de aplicar la tecnología zwitteriónica: la tecnología ZwitterShield™, que es química zwitteriónica unida a membranas existentes, y la tecnología ZwitterCore™, que representa membranas fundamentalmente nuevas donde la capa zwitteriónica realiza toda la separación (consulte nuestra página de innovación para más sobre esto).

Nuestras membranas con tecnología ZwitterCore, incluyendo Evolution SF y PCM, no se han contaminado irreversiblemente con materia orgánica en ninguna aplicación. Por ejemplo, en el sector de aguas residuales, donde iniciamos nuestra tecnología, podemos procesar hasta un 5 % de aceite en la alimentación y recuperar completamente el rendimiento, lo cual constituye un gran diferenciador de nuestras membranas.

En aplicaciones de agua y aguas residuales que utilizan nuestras membranas de ósmosis inversa con tecnología ZwitterShield, hemos observado incrustaciones irreversibles, lo cual no es sorprendente en el ámbito de la ósmosis inversa. Dado que nuestra tecnología aborda la materia orgánica, hemos tenido algunos problemas con la incrustación inorgánica en nuestras membranas de ósmosis inversa.

Sin embargo, en las cinco instalaciones que utilizamos Evolution RO para el tratamiento de efluentes de aguas residuales de la industria láctea, no hemos observado ninguna obstrucción irreversible en la membrana. Sí hemos detectado obstrucciones físicas donde la prefiltración no se realizó correctamente, pero ese es un problema aparte.

Las membranas evolutivas no han existido durante tanto tiempo como para validar esto completamente; sin embargo, esperamos que duren al menos dos años y medio en estas aplicaciones.

Esperamos que las membranas Evolution tengan una vida útil más larga que las membranas convencionales, ya que la química de limpieza es la principal causa de la degradación superficial de las membranas. Dado que las membranas ZwitterCo Evolution requieren una limpieza menos agresiva, deberían durar más.

Las membranas Evolution representan una importante creación de valor para los procesadores de alimentos, lácteos y biotecnología. Su precio es proporcional a dicha creación de valor y resultará en un coste total de propiedad menor que el de las membranas convencionales.

ZwitterCo ofrece un modelo de suscripción y un modelo de venta directa para que sea fácil para los clientes probar las membranas Evolution y nos encantaría demostrarlo con una prueba en su planta. Por favor, póngase en contacto con nosotros para discutirlo más a fondo.

Evolution SF no está diseñado para rechazar la sal ni la lactosa, por lo que, si bien retendrá la proteína, tanto la lactosa como la sal pasarán al permeado. Dado que esto probablemente dificultará la eliminación del permeado, la desalinización de suero de leche no se considera una aplicación ideal para Evolution SF.

Dado que Evolution RO aún contiene un componente de poliamida, su tolerancia a oxidantes es la misma que la de la ósmosis inversa convencional. Al igual que con la ósmosis inversa convencional, no se debe usar cloro con las membranas Evolution RO.

Por el contrario, las membranas Evolution PCM y Evolution SF son tolerantes al cloro con pautas similares a las membranas PES UF convencionales.

En cuanto a la concentración de azúcares y otros solubles, contamos con una instalación en una refinería de maíz que utiliza un sistema de tratamiento SF-RO. La alimentación tiene un alto contenido de sólidos y alta viscosidad, y se está realizando la concentración del producto. El sistema de tratamiento que utiliza nuestras membranas ha tenido un rendimiento muy satisfactorio.

En términos generales, la recuperación de agua representa una gran aplicación potencial para ZwitterCo, tanto en proteínas vegetales como en muchas otras aplicaciones. Nuestras membranas pueden recuperar agua que actualmente se envía a aguas residuales, incluyendo agua de diafiltración, agua de enjuague o agua de proceso. Al utilizar nuestras membranas en estas aplicaciones, las plantas pueden reducir su demanda de agua dulce y la cantidad de aguas residuales tratadas. Con la próxima certificación de grado alimenticio, planeamos impulsar la reutilización del agua para procesos y con gusto conversaremos sobre las pruebas con cualquier planta interesada.

Gracias a la naturaleza antiincrustante de la membrana, creemos que podemos lograr mayores sólidos con Evolution RO en comparación con la RO convencional. Si bien aún no disponemos de datos específicos sobre esta aplicación, con gusto realizaremos una prueba en su planta para demostrárselo.

La tecnología ZwitterShield™ de las membranas Evolution de ósmosis inversa mejora la resistencia a la suciedad y la facilidad de limpieza; sin embargo, no altera las propiedades de rechazo de la capa de barrera de poliamida de la membrana. Por lo tanto, esperamos que la DBO en el permeado de ósmosis inversa sea prácticamente igual a la observada con las membranas de ósmosis inversa convencionales.

Las membranas Evolution están diseñadas para reemplazar directamente las membranas sanitarias convencionales y tienen los mismos límites de presión. La presión depende principalmente de la construcción del elemento espiral, por lo que la composición química de nuestra membrana no afecta dichos límites.

Presiones máximas de funcionamiento:

• PCM Evolution: 300 psi (20 bar)
• Evolución SF: 580 psi (40 bar)
• Evolution RO: 800 psi (55 bar)