La mayoría de las separaciones y el flujo a través de las membranas están controlados por la naturaleza del fluido. Para las membranas que rechazan la sal (OI y NF), las variables dominantes son la presión de operación y la presión osmótica (una propiedad dependiente de la concentración de soluto que reduce la presión neta de operación al aumentar la concentración de soluto).
Generalmente, el flujo de permeado aumenta a medida que aumenta la presión de operación; sin embargo, debido a las limitaciones físicas de las membranas, existe un límite práctico por encima del cual el aumento de la presión de operación produce un aumento mínimo o nulo del flujo. La velocidad del fluido a través de la membrana, controlada por la velocidad de la bomba de alimentación y la válvula de control de concentrado, es otro parámetro operativo importante. A medida que aumenta la velocidad del fluido, aumenta la cantidad de mezcla de la solución de alimentación en la capa de fluido directamente sobre la superficie de la membrana. La eliminación de fluido a través de la membrana (permeado) resulta en la acumulación de solutos rechazados en esta capa, conocida como capa límite. La acumulación de solutos en la capa límite puede contribuir a una resistencia significativa al flujo de permeado a través de la membrana y es a menudo el factor que más lo limita. Aumentar la velocidad de la solución de alimentación a través de la membrana y usar espaciadores de suciedad que promueven la turbulencia proporciona la combinación óptima para la mezcla de la capa límite y mitigar la acumulación de solutos. Sin embargo, las consideraciones de gasto energético y las limitaciones de tensión mecánica de la membrana y el sistema de celda de prueba resultan en limitaciones prácticas para la velocidad de flujo cruzado. Para determinar el flujo máximo de permeado, ajustamos el caudal de alimentación (y, en consecuencia, la velocidad de flujo transversal) a un caudal máximo práctico y aumentamos la presión de operación gradualmente mientras monitoreamos la salida de flujo. Normalmente, se puede determinar una presión de operación dada que produzca el flujo máximo de permeado específico para la solución y el caudal de alimentación. Si la alimentación se recircula y la concentración de soluto cambia, la presión de operación óptima puede cambiar y, por lo general, disminuye a medida que aumenta la concentración de soluto, a menos que la presión osmótica se vuelva significativa. Para sistemas operados con alimentación recirculante, puede ser más óptimo operar a una presión ligeramente inferior a la presión máxima inicialmente determinada, lo que puede resultar en un mayor flujo total de permeado con el tiempo.
