Structuration du dépôt de matière à la membrane lors de la microfiltration tangentielle (0,1 μm) de lait écrémé PDF Download
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Author: Anne Jimenez-Lopez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 245
Book Description
Les opérations à membrane sont largement utilisées en industrie laitière. La maîtrise de la conduite de ces opérations (durées de production, régularité des produits) passe par la compréhension de la structuration (mise en place, structure, propriétés de transfert...) des couches de matière accumulées à la membrane. L’apparition et la structuration de ces couches, qui gèrent les performances de filtration, dépendent conjointement de la physico-chimie du lait et des paramètres hydrodynamiques de filtration. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes d’apparition et de structuration de la matière accumulée lors de la microfiltration tangentielle (taille de pores 0,1 *m) de lait écrémé à température de production industrielle (48°C). Des dépôts de caractéristiques différentes (structure, réversibilité, transfert de matière) ont donc été crées en combinant des modifications contrôlées et quantifiées de la physico-chimie du lait (pH, force ionique, nature des ions) et de l’hydrodynamique de filtration. Les modifications physico-chimiques retenues, sélectionnées parmi un ensemble de conditions testées, permettent de faire varier les caractéristiques de taille et de charge des micelles de caséines, qui sont supposées être les constitutants majoritaires du dépôt. Dans ce travail, trois points majeurs sont à souligner : les micelles de caséines ont été montrées comme les constituants majoritaires du dépôt formé en surface de la membrane et sont de ce fait les constituants responsables des conditions critiques de filtration
Author: Anne Jimenez-Lopez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 245
Book Description
Les opérations à membrane sont largement utilisées en industrie laitière. La maîtrise de la conduite de ces opérations (durées de production, régularité des produits) passe par la compréhension de la structuration (mise en place, structure, propriétés de transfert...) des couches de matière accumulées à la membrane. L’apparition et la structuration de ces couches, qui gèrent les performances de filtration, dépendent conjointement de la physico-chimie du lait et des paramètres hydrodynamiques de filtration. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes d’apparition et de structuration de la matière accumulée lors de la microfiltration tangentielle (taille de pores 0,1 *m) de lait écrémé à température de production industrielle (48°C). Des dépôts de caractéristiques différentes (structure, réversibilité, transfert de matière) ont donc été crées en combinant des modifications contrôlées et quantifiées de la physico-chimie du lait (pH, force ionique, nature des ions) et de l’hydrodynamique de filtration. Les modifications physico-chimiques retenues, sélectionnées parmi un ensemble de conditions testées, permettent de faire varier les caractéristiques de taille et de charge des micelles de caséines, qui sont supposées être les constitutants majoritaires du dépôt. Dans ce travail, trois points majeurs sont à souligner : les micelles de caséines ont été montrées comme les constituants majoritaires du dépôt formé en surface de la membrane et sont de ce fait les constituants responsables des conditions critiques de filtration
Book Description
Les séparations solide-liquide effectuées par microfiltration tangentielle sont caractérisées par un colmatage des membranes qui peut être interne et/ou externe ; dans ce dernier cas, il se matérialise par un dépôt de particules d'épaisseur macroscopique représentant une résistance additionnelle à la filtration. L'entrainement par le fluide de ces dépôts est une technique utilisée pour contrôler leur existence et leur croissance. Dans ce contexte, la force exercee par le fluide en ecoulement sur un élément de surface ou contrainte à la paroi est un paramètre majeur ; en particulier la valeur de cette contrainte entrainant dans des conditions données de filtration le dépôt ou contrainte critique d'érosion d'un dépôt solide sur paroi poreuse est une donnée de première importance. Un outil de mesure de cette contrainte critique mettant en œuvre une membrane plane tournante a été réalisé afin de préciser les différentes variables de cette fonction complexe. Sur le système suivant: suspension de charbon actif en milieu non salin ou salin (nano#3) ; membranes organiques de microfiltration. On a précisé le rôle des différentes variables suivantes: (1) pression de transfert et/ou densité de flux de filtration ; (2) concentration saline du milieu ou concentration d'une espèce organique soluble adsorbée sur le solide ; (3) épaisseur du dépôt. Une transposition des acquis du disque tournant sur membrane minérale tubulaire a d'autre part été tentée. Celle-ci montre que les enseignements des deux méthodologies expérimentales différentes sont complémentaires.
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NOUS PRESENTONS NOTRE CONTRIBUTION A LA MODELISATION DU TRANSFERT DE MATIERE EN MICROFILTRATION TANGENTIELLE DU LAIT. UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE NOUS CONDUIT A DISTINGUER TROIS CLASSES DE MODELES POUR LA MICROFILTRATION TANGENTIELLE : LES MODELES DE TRANSFERT DE SOLVANT, LES MODELES DE TRANSFERT DE SOLUTE ET LES MODELES DE TRANSFERT DE SOLVANT ET DE SOLUTE. LES PARTICULARITES DE CHAQUE CLASSE DE MODELES SONT DEGAGEES, DES COMPARAISONS SONT FAITES ENTRE LES DIFFERENTS MODELES ET DES EXTENSIONS ET AMELIORATIONS D'ECRITURES SONT PROPOSEES. CETTE ETUDE MONTRE QUE LA PLUPART DES MODELES DEVELOPPES POUR LA MICROFILTRATION TANGENTIELLE SONT DES MODELES SEMI-EMPIRIQUES. POUR ATTEINDRE NOTRE OBJECTIF, UNE SERIE D'EXPERIMENTATIONS EST REALISEE SUR DEUX MEMBRANES MINERALES DE 1,4 MICROMETRE DE DIAMETRE DE PORES. DIVERSES SUSPENSIONS MODELES DE COMPLEXITE CROISSANTE SONT ETUDIEES. LA NATURE DES DIVERS CONSTITUANTS A ETE CHOISIE DE MANIERE A SE RAPPROCHER DU LAIT, TOUT EN ASSURANT L'OBTENTION D'UN FLUIDE MODELE SIMPLE. COMME LE LAIT ECREME, LA SUSPENSION MODELE LA PLUS COMPLETE CONTIENT DES MACROMOLECULES, DES PARTICULES ET DES SELS. ELLE PRESENTE EGALEMENT DES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES COMPARABLES A CELLES DU LAIT. LES FILTRATIONS, MENEES DANS UNE LARGE GAMME DE CONDITIONS OPERATOIRES, MONTRENT QUE LES GRANDEURS DE TRANSFERT DE MATIERE DEPENDENT ETROITEMENT DE L'ENVIRONNEMENT PHYSICO-CHIMIQUE DE LA SUSPENSION TRAITEE, DE LA MORPHOLOGIE DES MICROORGANISMES, DES CONDITIONS HYDRODYNAMIQUES, DU MODE DE FONCTIONNEMENT DU PILOTE, DE LA NATURE ET DE L'HOMOGENEITE DE LA MEMBRANE. NOUS MONTRONS QUE L'ELIMINATION DES SPORES PENDANT LA FILTRATION N'EST QUE PARTIELLE, INDIQUANT QUE LE PRODUIT MICROFILTRE NECESSITE UN TRAITEMENT COMPLEMENTAIRE POUR LUI CONFERER SON INNOCUITE. DEUX MODELES DE TRANSFERT, DONT LES ECRITURES DE BASE TRADUISENT LE MIEUX LES MECANISMES MIS EN JEU PENDANT LA MICROFILTRATION TANGENTIELLE, ONT ETE RETENUS POUR NOTRE CAS. IL S'AGIT DU MODELE D'EROSION DU GATEAU ET DES MODELES DE LA FILTRATION FRONTALE. LES ORIGINALITES DE NOS ECRITURES PAR RAPPORT A CELLES DE LA LITTERATURE SONT, D'UNE PART, D'EXPRIMER LES PARAMETRES DU MODELE EN FONCTION DES CONDITIONS HYDRODYNAMIQUES. D'AUTRE PART, NOUS METTONS EN JEU, DANS LE MODELE D'EROSION, LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT A LA POSITION DU MODULE, PLUTOT QUE LA VITESSE TANGENTIELLE A L'ENTREE DE CELUI-CI. NOUS MONTRONS QUE LES PARAMETRES DE CHAQUE MODELE DEPENDENT NON SEULEMENT DES CONDITIONS OPERATOIRES, MAIS EGALEMENT DE LA NATURE DE LA SUSPENSION TRAITEE. LES RESULTATS DE SIMULATION OBTENUS SONT CONFORMES A LA PLUPART DES OBSERVATIONS DE LA LITTERATURE. NOUS CONCLUONS NOTRE TRAVAIL EN MONTRANT QUE LES DEUX MODELES DEVELOPPES DECRIVENT BIEN LES CINETIQUES EXPERIMENTALES DE MICROFILTRATION TAGENTIELLE DE DIFFERENTS LAITS ECREMES.
Author: Anne Jimenez-Lopez
Author: Anne Jimenez-Lopez
Author: MARIE-CECILE.. AUBERT
Author: Yvette Jiokap Nono