Etude de la filtration dynamique par système vibrant VSEP (Application à l'industrie laitière)

Abstract

Ce mémoire est consacré à l'application de la filtration dynamique, en particulier du système vibrant VSEP (New Logic, USA), à des procédés de l'industrie agroalimentaire et notamment laitière. La première partie traite l'étude de l'hydrodynamique interne au module VSEP et nous avons pu calculer la contrainte de cisaillement à la membrane en régime laminaire en fonction de son déplacement. Ce déplacement a ensuite été mesuré en fonction de la fréquence à l'aide d'un accéléromètre placé sur le carter. Des essais effectués sur des fluides modèles, micro filtration de suspensions de levures et ultrafiltration de solutions d'albumine bovine, ont permis de corréler le flux de perméat avec le taux de cisaillement maximal à la membrane et montrés que le VSEP permettait d'atteindre des concentrations de levures très élevées (330 g.L-1). En ce qui concerne l'application au lait, le VSEP s'est révélé particulièrement intéressant pour la concentration de protéines totales avec une membrane de 10 kDa et permettait d'atteindre un Facteur de Réduction Volumique (FRV) de 13. De plus, il permet d'atteindre un flux limite de 100 L.h-l.m-2 contre 30 en filtration tangentielle classique. Des essais de nanofiltration (NF) et d'osmose inverse (01) ont également été effectués sur du lait écrémé UHT dilué 3 fois afro de simuler le traitement des eaux de procédés de l'industrie laitière. En NF, le VSEP permet d'atteindre des flux de perméat 3 fois plus élevés qu'un module spirale et une DCO résiduelle 5 fois plus faible. En OI, le VSEP permet également de concentrer l'effluent modèle jusqu'à un FRV de 6,5 contre 4 en NF sans dépasser la norme de rejet qui est de 125 mg02.L-1. Nous avons aussi comparé les flux obtenus sur VSEP avec ceux d'un système de filtration dynamique à disque rotatif. Ce dernier génère des flux de perméat plus élevés aux grandes vitesses de rotation grâce à des cisaillements supérieurs mais le VSEP reste plus avantageux au niveau industriel.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF