Sumitomo Chemical do Japão desenvolve nova tecnologia de alumina que aumenta em mais de três vezes o fluxo de permeação de membranas cerâmicas

De acordo com pt.wedoany.com-A Sumitomo Chemical desenvolveu uma nova tecnologia de alumina de alto desempenho, com o objetivo de aumentar significativamente o fluxo de permeação de membranas de separação cerâmicas, mantendo ao mesmo tempo seu desempenho de separação sem redução. Essa tecnologia visa o problema comum em aplicações de membranas, em que é difícil conciliar fluxo e eficiência de separação, e tem potencial para oferecer um novo caminho de solução para tratamento de águas residuais e outros cenários de alta exigência.

De acordo com a Sumitomo Chemical, a alumina recém-desenvolvida pode aumentar a densidade de "poros passantes" na estrutura da membrana, proporcionando mais caminhos de passagem para o fluido. As membranas de separação cerâmicas, devido à sua alta resistência mecânica, resistência química e resistência ao calor, são amplamente utilizadas em processos que envolvem suspensões, emulsões e outros materiais propensos ao acúmulo de poluentes nos poros da membrana. No entanto, à medida que a poluição aumenta, o fluxo de permeação da membrana diminui, reduzindo a capacidade de processamento e podendo aumentar a necessidade de limpeza e a instabilidade operacional.

Os pesquisadores utilizaram suspensão de levedura para realizar testes comparativos da estrutura tridimensional interna e do desempenho de filtração de membranas tubulares multicamadas de α-alumina. Os resultados mostraram que, embora o diâmetro médio dos poros das duas membranas fosse quase o mesmo, a membrana preparada com a nova alumina da Sumitomo Chemical apresentou densidade de poros passantes significativamente maior. A maior densidade distribui o fluxo de permeação por mais caminhos de fluxo, reduzindo correspondentemente a carga local, diminuindo a intrusão de poluentes nos poros da membrana e reduzindo a possibilidade de entupimento dos poros internos. Nos testes, o fluxo de permeação em estado estacionário da membrana com alta densidade de poros passantes foi mais de três vezes superior ao da membrana de comparação, mantendo desempenho de separação semelhante.

Esse resultado pode impactar indústrias onde o desempenho de filtração se degrada rapidamente devido à poluição da membrana, com aplicações potenciais que abrangem processamento de alimentos, biotecnologia, fermentação, indústria química e tratamento de águas residuais. O estudo também mostrou que a forma como o fluido se distribui através da estrutura interna da membrana pode influenciar o desempenho de filtração tanto quanto o diâmetro médio dos poros, e a densidade de poros passantes e a estrutura dos caminhos de fluxo interno devem ser consideradas parâmetros importantes no projeto de membranas.

Para fabricantes de membranas, essa tecnologia de alumina pode ser usada para desenvolver produtos de membranas cerâmicas diferenciados e de maior valor agregado, com características de filtração aprimoradas; para fabricantes de sistemas de filtração, o aumento do fluxo de permeação pode se traduzir em maior capacidade de processamento, menor frequência de limpeza e operação mais estável. A Sumitomo Chemical afirmou que continuará avançando no desenvolvimento de tecnologias de controle estrutural baseadas em alumina, fortalecendo a colaboração com fabricantes de membranas e sistemas de filtração, e expandindo soluções de materiais nas áreas de processamento de alimentos, fermentação, biotecnologia, indústria química e tratamento de águas residuais.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Journal of Membrane Science Letters, sob o título "Papel da densidade de poros passantes no controle do desempenho de filtração e da poluição de membranas de microfiltração de α-alumina" (Role of through-pore density in governing filtration performance and fouling of α-alumina microfiltration membranes). Os autores do artigo são Hana Hosokawa, Tooru Kitagawa, Shuji Nakatsuka, Setsuaki Murakami e Hideto Matsuyama.