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.
- Chlores et dérivés
- Ozone
Cl2 (gaz), dichlore, eau de javel = hypochlorite de sodium ClO- / Na+, dioxyde de chlore ClO2. Effet bactéricide car effet oxydant vis-à-vis des molécules organiques.
O3 (gaz), oxydant vis-à-vis des matières organiques. Il n'y a aucund érivés toxique, mais cela coûte cher.
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
PolyEchange d'ions