Mercado de filtración por membranas de ultrafiltración

Descripción general del mercado

Según Reed Intelligence, el tamaño del mercado global de filtración por membrana de ultrafiltración crecerá aproximadamente a una CAGR del 7,3 % durante el período de pronóstico.

El proceso de ultrafiltración, a menudo conocido como UF, es una separación física que implica el uso de una membrana con perforaciones de un tamaño específico para eliminar partículas sólidas individuales o moléculas grandes de una corriente de líquido. La técnica de ultrafiltración consiste principalmente en dirigir una corriente de líquido a través de una membrana que es permeable al líquido. La ultrafiltración funciona según el concepto de exclusión por tamaño, ya que las partículas más grandes que los orificios de la membrana de ultrafiltración no pueden pasar a través de ella. Esta técnica se utiliza para purificar el agua eliminando todas las partículas y la materia coloidal, además de varios de los contaminantes disueltos más importantes.

Algunas de las ventajas de las tecnologías de tratamiento de agua basadas en la ultrafiltración son el tratamiento sin productos químicos, la producción de un producto con una calidad constante que no se ve afectada por la calidad de los alimentos, un tamaño de planta reducido y un menor impacto ambiental. Algunos de los usuarios finales más importantes de la ultrafiltración son los sectores químico, siderúrgico, de plásticos y resinas, papel y pulpa, farmacéutico, de alimentos y bebidas, y de refrescos y productos enlatados. La ultrafiltración también se utiliza en centrales eléctricas, plantas de tratamiento de agua y aguas residuales y otras industrias.

El crecimiento de los ingresos en el mercado de la ultrafiltración se debe a un aumento de la demanda de instalaciones de tratamiento de aguas residuales, que a su vez se ve impulsada por una rápida tasa de crecimiento de la población y de las industrias en todo el mundo. Este será uno de los principales impulsores de la expansión del mercado de la ultrafiltración. Además, un aumento de la demanda de instalaciones residenciales y comerciales ha provocado un aumento de la expansión de la industria de pinturas y revestimientos. Esto ha aumentado la demanda de ultrafiltración de alta eficacia, que elimina partículas diminutas de los disolventes y otras composiciones de pintura. Se espera que esto aumente la demanda de ultrafiltración en los próximos años.

Dinámica del mercado

Factores impulsores del mercado global de filtración por membrana de ultrafiltración

• Demanda creciente en productos biofarmacéuticos para la eliminación de pirógenos y endotoxinas

Los pirógenos son fragmentos de las paredes celulares bacterianas. La estabilidad química de los pirógenos hace que las bacterias no siempre los descompongan. El control de calidad durante la fabricación de productos biofarmacéuticos depende en gran medida de la capacidad de la ultrafiltración para eliminar correctamente los pirógenos y las endotoxinas de las soluciones. El sector biofarmacéutico se esfuerza por ofrecer la mayor calidad posible de los productos eliminando el riesgo de contaminación. Este es uno de los factores clave por los que está aumentando la demanda de membranas de ultrafiltración.

• Aumentar la concienciación sobre el tratamiento de aguas grises

Las "aguas grises" incluyen todo tipo de aguas residuales producidas en estructuras residenciales o comerciales. Las "aguas grises" se refieren a las aguas residuales que normalmente se producen en duchas, bañeras, lavabos y lavadoras. En primer lugar, el agua se recicla con la ayuda de una membrana de ultrafiltración y se reutiliza. Una vez que el agua está en el filtro, se utiliza para diversos fines. Como resultado, existe una creciente demanda de membranas de ultrafiltración utilizadas para la filtración de aguas residuales.

Restricciones del mercado mundial de filtración por membranas de ultrafiltración

• Sensible a los productos químicos oxidativos

El proceso de ultrafiltración es extremadamente delicado en presencia de sustancias oxidantes como altas concentraciones de ácido nítrico, ácido sulfúrico, peróxidos y persulfatos. Debido a que causa corrosión química, la exposición al hipoclorito de sodio (NaOCl) acorta la vida útil de las membranas. Esto ocurre cuando una ruptura en la membrana es causada por un proceso que no se puede revertir. Esto puede causar daños a la membrana, que fallará en el proceso de ultrafiltración. Esto conduce a obstaculizar el crecimiento del mercado de membranas de ultrafiltración.

• Problema relacionado con la vida útil y la eficiencia de la membrana

La vida útil de la membrana utilizada en un proceso de separación tiene algunos límites operativos; las membranas normalmente necesitan ser reemplazadas entre dos y cinco años después de ser puestas en servicio. Ciertos componentes, incluyendo proteínas, bacterias, pirógenos y coloides, pueden combinarse para crear una capa en la superficie de una membrana durante el tratamiento del agua o una operación industrial. La efectividad operativa de la ultrafiltración se reduce debido a la acumulación de suciedad e incrustaciones causadas por estas partículas en la superficie de la membrana. Debido a esto, las membranas utilizadas en la ultrafiltración tienen una vida útil más corta y son menos efectivas, lo que ralentizará la expansión del mercado de la ultrafiltración.

Oportunidades de mercado en la filtración por membranas de ultrafiltración a nivel mundial

• La creciente escasez de agua dulce

La falta de disponibilidad de agua dulce es un desafío importante que enfrentan no solo las empresas, sino la sociedad en su conjunto. El proceso de fabricación de las industrias demandará cantidades significativas de agua, lo que, a su vez, generará efluentes industriales. Debido a que el agua es cada vez más escasa, las empresas deben reciclarla y reutilizarla para gestionar sus desechos de manera eficaz. En los próximos años, habrá una mayor necesidad de recursos debido a la expansión de la industrialización. Se espera que este aumento genere nuevas oportunidades para la aplicación de la ultrafiltración. La escasez de agua seguirá aumentando debido al enorme crecimiento de la población mundial, la urbanización, la industrialización, la contaminación y el cambio climático. Como resultado, habrá un aumento sustancial en la demanda de ultrafiltración en los próximos años.

Ámbito del mercado

Análisis segmentario

Segmentación por tipo

• Membranas de ultrafiltración poliméricas

Las membranas de base polimérica tienen un tamaño de poro que se puede regular fácilmente durante el proceso de producción y su instalación requiere un área más compacta. Las membranas fabricadas con materiales de ultrafiltración poliméricos se utilizan a menudo en las industrias de tratamiento de agua y aguas residuales y en aquellas que se dedican a la alimentación y las bebidas.

• Membrana de ultrafiltración de cerámica

La separación física se puede lograr mediante el uso de ultrafiltración cerámica. Se utilizan membranas porosas inorgánicas con tamaños de poro que van desde 100 a 2 nanómetros para separar elementos como virus y proteínas de una solución líquida. Las membranas de ultrafiltración cerámicas son útiles para tratar desechos que consisten en semisólidos y desechos de emulsiones oleosas.

Segmentación por aplicación

• Biofarmacéuticos

La concentración de enzimas y proteínas mediante membranas de ultrafiltración permite que las sales y el agua fluyan a través de la membrana, al tiempo que permite que las enzimas y las proteínas se concentren. Este método de separación se utiliza ampliamente en todo el mundo.

La eliminación de pirógenos y endotoxinas de las soluciones de ultrafiltración es un paso importante en el proceso de control de calidad para el desarrollo de productos biofarmacéuticos debido a la capacidad del método para hacerlo de manera eficiente. Los sectores farmacéutico y de la atención médica dependen de la ultrafiltración para fabricar agua purificada para garantizar la seguridad y uniformidad de los productos, así como para la separación de los flujos de proceso y el tratamiento de los flujos de desechos para su descarga o reutilización segura. La ultrafiltración también trata los flujos de desechos para su descarga o reutilización segura. La industria farmacéutica utiliza la ultrafiltración para recuperar caldos de fermentación, que luego se utilizan para fabricar antibióticos.

• Alimentos y bebidas

Para mejorar la calidad del producto, las membranas de ultrafiltración se utilizan ampliamente en las industrias de alimentos y bebidas. Mediante sistemas de ultrafiltración, se pueden eliminar las proteínas, los coloides suspendidos, los compuestos polifenólicos, el almidón, la pectina y los microorganismos del jugo que proviene de fuentes naturales, dejando un jugo estable incluso después de un almacenamiento prolongado. Además, la ultrafiltración se aplica en la industria de procesamiento de productos lácteos para diversos fines, incluida la estandarización de los niveles de proteínas en la leche para queso, la producción de queso fresco, la descalcificación de permeados y la reducción de los niveles de lactosa.

• Procesamiento industrial

En el tratamiento del agua, las membranas se utilizan con frecuencia para la filtración de contaminantes, así como para la eliminación de partículas y sólidos suspendidos. En el proceso de desalinización del agua, las membranas de ultrafiltración se utilizan con bastante frecuencia. Además, la necesidad de tratamiento del agua para eliminar la contaminación de las aguas residuales y los vertidos industriales es el factor principal que impulsa el mercado de la ultrafiltración en el sector del agua y su tratamiento. La creciente conciencia de la importancia del tratamiento de aguas residuales impulsa la necesidad de membranas de ultrafiltración en aplicaciones de tratamiento industrial. Cada vez es más necesario eliminar los aceites que están presentes en muchas corrientes de efluentes industriales. Esto es necesario para cumplir con los estrictos requisitos de vertido y para hacer frente a los crecientes costes de producción. El empleo de la ultrafiltración es un método que consigue resultados deseables.

• Tratamiento de agua portátil

Para purificar el agua, los contaminantes se eliminan mediante ultrafiltración, que consiste en hacer pasar el agua a través de una membrana semipermeable. Las partículas en suspensión y los solutos de alto peso molecular quedan retenidos en un lado de la membrana, conocido como el lado retenido. El agua y los solutos de bajo peso molecular pueden pasar a través del otro lado de la membrana, conocido como el lado permeado. Además de diversas sales, la mayoría de las moléculas orgánicas y los virus se pueden eliminar del agua mediante ultrafiltración. Elimina el 90-100% de las infecciones y no requiere productos químicos, excepto los que se utilizan para limpiar las membranas. Estas características han contribuido al aumento de la popularidad de la tecnología.

Análisis regional

El mercado global de filtración por membrana de ultrafiltración está segmentado por región como América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Medio Oriente y África.

América del norte

Se estima que la región americana seguirá siendo el actor principal en el mercado mundial de membranas de ultrafiltración durante el período de proyección. Se prevé que factores como el aumento en el uso de sistemas de filtración avanzados, una mayor inclinación entre las empresas a lanzar productos en los Estados Unidos y una legislación estricta sobre el agua potable afectarán el crecimiento del mercado en la zona.

Europa

Se prevé que Europa seguirá el ejemplo en este mercado debido a las estrictas normas regulatorias en materia de contaminación ambiental y acceso a agua limpia, junto con mayores inversiones en el control de la contaminación. Esto permitirá a Europa tomar la delantera en el mercado. El aire se ha purificado a 60 litros por minuto con la eliminación del 99,99 % de virus y el 99,9999 % de bacterias debido a la introducción de sistemas de ultrafiltración de punto de entrada de última generación por parte de empresas de esta región. Se prevé que esto impulse el crecimiento de los ingresos del mercado en Europa.

Asia-Pacífico

El rendimiento de la ultrafiltración, que se utiliza para eliminar partículas finas y ultrafinas de las aguas residuales o de alimentación, ha aumentado, lo que ha llevado a la proyección de un aumento en el tamaño del mercado de ultrafiltración de Asia-Pacífico en los próximos años. La expansión de las industrias de pulpa y papel impulsa este aumento. Para 2030, tanto el consumo como la producción de papel doméstico en la región de China habrán aumentado. Como resultado, se producirá una cantidad significativa de aguas residuales en la región de China. Además, India ha experimentado una expansión significativa en el sector de fabricación de cosméticos, que es una industria que utiliza ampliamente la ultrafiltración para crear agua ultrapura.

Actores clave

1. Pentair
2. Corporación Parker Hannifin
3. Sistemas de membrana Koch
4. Compañía 3M
5. Alfa Laval
6. Tecnologías y soluciones para el agua de SUEZ
7. Compañía Industrial Toray Inc.
8. Corporación Pall
9. Tecnologías del agua Evoqua LLC
10. Membranas PCI

Acontecimientos recientes

13 de octubre de 2021: Desarrollo de membranas de ultrafiltración de alto rendimiento. Debido a su funcionamiento a baja presión, bajo consumo de energía, buena calidad del producto y fácil operación, las membranas de UF se han utilizado ampliamente en el tratamiento de aguas residuales. Las membranas de UF han mejorado recientemente el rendimiento del tratamiento de aguas residuales. Las membranas resistentes a las incrustaciones modificadas en la superficie aumentan la recuperación del flujo y la reducción de las incrustaciones. Se han desarrollado con éxito membranas de UF resistentes a las incrustaciones y altamente selectivas, que muestran un rendimiento sobresaliente en la eliminación de contaminantes. Estas membranas de UF de alto rendimiento simplifican el tratamiento de aguas residuales al eliminar una gama más amplia de tipos de contaminantes, lo que minimiza el paso de postratamiento.