Principe de la filtration membranaire
Les systèmes à membranes dont la force agissante est la pression sont des procédés de séparation physique. Une membrane se définit alors comme une structure matérielle mince possédant des trous appelés pores. Par un effet analogue à celui d’un tamis, les particules ou molécules sont arrêtés si leurs tailles sont supérieures à celles des pores ou traversent la membrane si leurs tailles sont inférieures à celles de ces mêmes pores.
Cet effet tamis permet de séparer des espèces de particules (particules minérales, micro-organismes, …) du liquide de la suspension ou de séparer / concentrer des espèces moléculaires du solvant de ces dernières. Les membranes permettent le fractionnement, la purification, la concentration, la clarification ou l’extraction d’éléments contenus dans un liquide.
De nombreuses membranes existent aujourd’hui, chacune possédant des caractéristiques spécifiques pour répondre aux divers procédés de séparation. C’est ce qui leur confère une grande variété d’applications sur des marchés très différents comme l’agroalimentaire, la biopharma ou l’environnement.
Le choix entre les membranes organiques et inorganiques (céramiques) dépend de nombreux critères comme leur perméabilité, leur sélectivité, leur résistance, mécanique, thermique et chimique, leur coût et leur durabilité.
La filtration sur membranes organiques
Les membranes organiques sont des membranes fabriquées à partir de polymères tels que l’acétate de cellulose, le polyamides, le polyéther sulfone, le PVDF…
Les avantages principaux de ces membranes organiques sont leur mise en œuvre aisée, des tailles variées et un coût avantageux. Par contre, elles ne sont pas adaptées aux milieux hostiles.
Toutes les caractéristiques des membranes organiques sont regroupées de manière synthétique dans ce tableau :
Membranes organiques :
Critères | Avantages | Inconvénients |
---|---|---|
pH | 🙂 | |
Temp. max | 🙂 | |
Encombrement | 🙂🙂🙂 | |
Viscosité | *FC: 😖 *S: 😖 *P: 😖 *T: 😖 | |
Extension | FC: 🙂 S: 🙂 P: 🙂 T: 🙂 | |
Stéril. vapeur | 😟😟😟 | |
Résistance solvant | 😟😟😟 | |
Durée de vie | 😖 | |
Investissement | 🙂🙂🙂 | |
Energie | FC: 🙂 S: 🙂 P: 🙂 T: 🙂 | |
Stockage & conservation membranes | 😟😟😟 | |
Prétraitement | 😟😟😟 | |
Disfonctionnement de l’unité | 😟😟 | |
Erreur humaine | 😟😟 | |
Maîtrise bactérienne | 😟😟 | |
Résistance à l’éclatement | 😟 | |
Critères | Avantages | Inconvénients |
P: Plane, T: Tubulaire.
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La filtration sur membranes inorganiques
Les membranes inorganiques sont des membranes fabriquées avec des matériaux inorganiques, tels que le carbone, le métal fritté, les oxydes métalliques, comme l’alumine, le dioxyde de titane, de zirconium…
Elles permettent également la séparation de substances et/ou particules mais sont adaptées à des milieux très hostiles, supportant des conditions extrêmes de température et d’agression chimique. Leur résistance et leur durabilité sont très supérieurs, et l’investissement pour ce type de membrane sera plus conséquent.
Toutes les caractéristiques des membranes céramiques sont regroupées de manière synthétique dans ce tableau :
Membranes inorganiques (céramiques) :
Critères | Avantages | Inconvénients |
---|---|---|
pH | 🙂🙂🙂 | |
Temp. max | 🙂🙂🙂🙂 | |
Encombrement | 😖 | |
Viscosité | 🙂 | |
Extension | 🙂🙂🙂 | |
Stéril. vapeur | 🙂🙂🙂 | |
Résistance solvant | 🙂🙂🙂 | |
Durée de vie | 🙂🙂🙂 | |
Investissement | 😟 | |
Energie | 🙂 | |
Stockage & conservation membranes | 🙂🙂🙂 | |
Prétraitement | 🙂🙂🙂 | |
Disfonctionnement de l’unité | 🙂🙂🙂 | |
Erreur humaine | 🙂🙂🙂 | |
Maîtrise bactérienne | 🙂🙂🙂 | |
Résistance à l’éclatement | 🙂🙂🙂 | |
Critères | Avantages | Inconvénients |
Les différents procédés de filtration membranaire
Siva est expert / spécialiste des 4 procédés membranaires dont la force agissante est la pression et vous proposera le système de filtration membranaire adapté à vos besoins en fonction de la taille des molécules à séparer et des caractéristiques du liquide.