Sciences et Techniques BioIndustrielles

Les Eaux Des Procédés Industriels

1. Généralités

Définition

Ce sont des eaux utilisées dans les bioindustries pour assurer les fabrications soit dans le domaine alimentaire soit dans le domaine pharmaco-cométologique.

Exigences des eaux de procédés

Il existes des exigences supplémentaires par rapport aux eaux destinées à la consommation humaine car les bioindustries on très souvent besoin de stériliser, de purifier, de désinfecter = retirer des molécules qui pourraient altérer les processus de fabrication (ex: le chlore de l'eau potable peut-être toxique pour l'agroalimentaire comme pour la production de la bière ou des produits laitiers). Les propriétés de ces eaux doivent être parfaitement définies et constantes.

2. Les différents traitements

Traitements de désinfection

Procédé qui vise à détruire / inhiber / éliminer les microorganismes potentiellement pathogènes.

Procédés chimiques

On ajoute à l'eau des substances chimiques.

Procédés physiques

Le plus classique sont les U.V. dont on utilise généralement λ = 250 nm. Les U.V. provoquent des mutations au niveaux de l'ADN.

Procédés mécaniques

Le plus souvent il s'agit de techniques de filtration.

Principe
Procédé de séparation qui nécessite un filtre (convenable = dont le diamètre des mailles est parfaitement connu) et qui nécessite une différence de pression. On peut alors définir le « seuil de coupure » = taille approximative des particules / molécules qui sont retenues sur le filtre.

Classification:
Elle est fonction du diamètre des particules qui sont retenues. On parle de « filtration » quand le diamètre est > 10μm.
« Microfiltration » : quand diamètre > 0,1 à 10μm, « Ultrafiltration » = diamètre >0,1μm à 1nm, « Nanofiltration » = diamètre > 0,1 à 1nm, « Osmose inverse » = autre procédé qui arrive à séparer quand le diamètre est < 0,1nm.
Plus les diamètres des particules sont petits, plus les pressions sont élevées pour traverser les mailles.

Procédé d'adoucissement

Définition

Réduction de la dureté de l'eau, c'est-à-dire de la concentration en ions Ca2+ et Mg2+ et la quantité de calcaire dans l'eau. La dureté est exprimée en degrés hydrométriques. L'idéal eau douce = 15°F. La majorité des eaux sont entre15°F et 25°F. A températures élevées, les eaux « dures » entraînent un dépôt de tartre dans les canalisation.

Principe

Les plus courantes consistent à utiliser des colonnes échangeuses de cations, ces colonnes échanges des ions Na+ à leur surface , contre des ions Ca2+ de l'eau à adoucir.

Déminéralisation / Dessalement

Définition

Action d'enlever à l'eau la totalité de ses ions. Les procédés les plus utilisés sont distillation, colonnes échangeuses d'ions en séries, osmose inverse, nanofiltration.

Principe de l'osmose inverse

En appliquant à un solvant aqueux, en contact avec une membrane semi-perméable, une pression supérieure à la pression osmotique, de l'eau pure va traverser la membrane. Ici les membranes semiperméables doivent avoir un seuil de coupure < 0,1nm.

Principe de la nanofiltration

Technique dérivée des filtration avec une membrane dont le seuil de coupure est extrêmement petit. Actuellement on utilise la filtration tangentielle.

Absorption sur charbon actif

Principe

Adsorption: processus où un solide est employé pour enlever une substance soluble de l'eau. La substance va s'adsorber sur le solide.

3. Exemple de procédés, l'eau pour les préparations injectables (EPPI)

EPPI= solvant utilisé pour TOUTES les solutions injectables. La fabrication est régelementée par la “Phamacopée Internationale” = ensemble des receuils officiels internationaux sur les médicaments et qui précise leurs constitutions, leur action et leur préparation. Ces receuils sont fournis par l'OMS. Ils en existe aussi au niveau national et européen.

Exigeances particulières de ce solvant:Il doit être stérile, apyrogène (substance pyrogène = qui provoque de la fièvre), extrêment pure.
Différentes étapes de la préparation = cf. Document associé

4. Annexes.

Document associé - pdf

Poly
Echange d'ions

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