La adsorción de macromoléculas cargadas sobre la superficie de una membrana en procesos de microfiltración produce la colmatación (o ensuciamiento) de la membrana y, por tanto, una disminución del flujo a través de la membrana. La colmatación puede ser facilmente detectada por la variación de: i) parámetros electroquímicos como la resistencia eléctrica y la permeabilidad salina, directamente relacionados con la porosidad de las membranas; ii) las concentraciones atómicas de los elementos característicos de la superficie de la membrana, determinadas mediante espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS). Para membranas comerciales de alúmina (Anopore™, 0.1 µm de tamaño de poro) en contacto con disoluciones que contienen 0.5 g/l de seroalbúmina de bobino (BSA), los parámetros eléctroquímicos indican una disminución en la porosidad de la membrana del 50%, aproximadamente, despues de estar 72 h en contacto con una disolución con proteína. Los resultados de XPS indican: i) que la capa de proteína adsorbida sobre la superficie de la membrana no aumenta linealmente con el tiempo de interacción membrana-proteína, sino que se produce fundamentalmente durante las primeras 24 h.; ii) la no uniformidad de la capa de proteína adsorbida sobre la membrana de alúmina.
Palabras clave: resistencia eléctrica y difusión en membranas de alúmina, adsorción de proteínas, espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS).
Evaluation of membrane fouling by electical and surface chemical composition measurements.Adsorption of charged macromolecules on the surface of a membrane in microfiltration processes produces membrane fouling and, as a result of this, a reduction in the flow across the membrane. Membrane fouling can be easyly detected by variation of: i) electrochemical parameters such as electrical resistance and salt permeability, which are directly related to the porosity of the membrane; ii) atomic concentrations of characteristic elements of the membrane surface, which can be determined by X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). For alumina commercial membranes (Anopore™, 0.1 µm pore size) in contact with salt solutions containing 0.5 g/l bovine serum albumin (BSA), electrochemical parameters indicate a decrease around 50% for membrane porosity. XPS results show: i) the adsorbed layer of protein on the membrane surface does not directly increase depending on the membrane-protein interaction time, since most of it is adsorbed in the first 24 h.; ii) the protein layer does not uniformely cover the alumina membrane surface.
key words: electrical resistance and salt diffusion across an alumina membrane, protein adsorption, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS).
INTRODUCCIONLos Procesos de Separación por Membranas, en los que la membrana actúa como una barrera selectiva que permite el paso de ciertos componentes mientras que retiene otros en la mezcla, son una alternativa clara a las técnicas convencionales de separación (1). En la mayoría de las aplicaciones industriales de los procesos de membrana tambien es necesario un fluj...