Sciences et Techniques BioIndutrielles
La Filtration
Opération mécanique permettant de séparer des composants d'un fluide par la ségrégation produit à
l'aide d'une structure matérielle sélective : le filtre.
Quatre types de séparation membranaires peuvent être utilisées en fonction du produit et du but
recherché. On les classe en fonction du diamètre de la particule (ou molécule) retenue.
On distingue deux types de filtrations:
- frontale : perpendiculaire,
- tangentielle: parallèle.
Il y a toujours une pression transmembranaire lors d'une filtration: Pression transmembranaire =
différence des pressions entre les 2 cotés de la membrane de filtration.
Remarque: Dialyse / Osmose: ici pas de pression transmembranaire car il s'agit d'un phénomèe de
diffusion, naturel.
Applications en I.A.A.
Industries laitières:
Standardisation du lait (au niveau protéique),
Déprotéinésation du lactosérum,
délipidation de lactosérum,
élimination des bactéries du lait.
Industries liquide fermenté / macéré:
Séparation des levures de jus fermentés
Depectinisation des jus de fruits,
Clarification des vins, bières.
Autres industries:
Traitements des effluents d'amidonneries et féculents,
Concentration d'ovoproduits.
Technique de Base
Loi de Poiseuille:
Calcul le flux de perméation.
Flux fortement influencé par le diamètre des pores. Le nombre de pores par unité de surface peut -être
relié à la porosité par une relation faisant intervenir le rapport entre le volume total des pores et le
volume parent de la membrane et ϭ est la toruosité des pores (rapport entre la longueur même des
pores et l'épaisseur de la membrane).
Débit volumétrique du perméat (Qv):
Il peut-être relié à la résistivité hydrolique de la membrane rs par la relation:
Qv : m3 . s-1
S : m²
ΔP : Pa
η: Pa . S
rs : m-1
Ultrafiltration tangentielle
L'augmentation de la concentration moléculaire dans le retentât est directement lié à la quantité de
perméat produit. On obtiens deux effets:
- transfert à travers la membrane de molécules au diamètre inférieur à celui des pores due
aux différence de pressions,
- érosion permanente de la couche de particules qui se forme à la surface de la membrane
sous l'action du balayage tangentiel (limite le colmatage).
Filtration Frontale
Méthode la plus ancienne et la plus utilisée. Principe: faire passer le fluide à travers du filtre, ici
problème de colmatage.
Méthode la plus simple à mettre en oeuvre mais limitée par l'accumulation des particules à la surface du
filtre qui finissent par le boucher. Cette technologie marche bien pour les grosses molécules.
Adjuvant de filtrations
Permet d'optimiser la filtration pour assurer une meilleure élimination des particules en suspension. Il
existe des adjuvants de types absorbants (= précouche du filtre) ou de type précipités (qui aident à
précipiter certains molécules que l'on souhaite éliminer).
Exemples: coton, fibres de celluloses traitées, dépôts calcaires, enzymes protéolytiques, gel de silice,
charbon actif....