Améliorer la productivité grâce à l’ultrafiltration

Membranes Industrielles

Améliorer la productivité grâce à l’ultrafiltration

 Définition d’ultrafiltration(UF):

Processus de filtration au cours duquel un liquide traverse une membrane semi-perméable grâce à une différence de pression (pression transmembranaire ou TMP).

Jus de fruitsLes particules en solution ou en suspension comportant un fort poids moléculaire sont retenues par la membrane tandis que l’eau et les molécules de faible poids moléculaire passent à travers la membrane.

Connue dans l’industrie comme une filtration par membrane microporeuse, l’UF n’est pas fondamentalement différente de la microfiltration ou de la nanofiltration.  Leurs différences reposent sur la taille des particules retenues par chacun de ces procédés (taille des pores comprise entre 0.001 et 0,1 µm environ pour l’UF.)

Les applications sont multiples mais on utilise principalement l’UF lorsqu’il s’agit de purifier et/ou concentrer des solutions (industrie laitière et fromagère, solutions protéiniques, traitement des jus de fruits, domaine des eaux usées, etc.).

En eau potable, l’ultrafiltration est caractérisée par un seuil de coupure de l’ordre de 0,01 μ alors que les molécules de taille supérieure sont stoppées (pollens, algues, parasites, bactéries, virus, germes et grosses molécules organiques) et que l’on obtient à la sortie une eau purifiée et débarrassée de ses impuretés sans qu’aucun produit chimique n’ait été nécessaire.

La technologie d'ultrafiltration est utilisée en industrie alimentaire pour, entre autre, la purification et la concentration des jus de fruits.

Étude de cas:  Usine de jus de fruits Jus de fruits

Une entreprise d’aliments congelés située au Michigan (É.U.) qui produisait annuellement plus de 560 tonnes de fruits congelés a décidé, en 1999, de compléter sa ligne de produits fruitiers avec la création d’une usine de jus.

 Plus de 19 000 000 de litres de jus coulent maintenant chaque année dans ces installations modernes et les rejets et/ou parties complémentaires de fruits provenant du procédé de congélation sont récupérés afin de produire un jus de très haute qualité.

 Neuf mois par année, le système de production opère 24 heures /7 jours et filtre à chaque jour trois lots de 57 000 litres de jus de pomme. La filtration constante et redondante de ce volume de jus exige des équipements et un procédé de filtration extrêmement efficace et fiable au niveau mécanique.

 Le défi posé par cette application est donc d’offrir une technologie de filtration (clarification) fiable et efficace, même en considérant la présence de pulpe ou de purée et le milieu hautement sucré. 

Pour l’usine donnée en exemple,  la solution fut d’installer des modules de membranes tubulaires spécialement conçues pour la clarification des liquides visqueux.  Ce procédé d’ultrafiltration est très fiable et exige moins d’implication humaine dans son opération et sa maintenance que les systèmes contemporains.

Le module d’ultrafiltration élimine les matières en suspension, particules colloïdales, micro-organismes, et protéines non-désirées, produisant un liquide clair et plein de saveur.  Et puisqu’il s’agit d’un procédé standardisé, la qualité du produit le devient automatiquement, sans égard à la saison et/ou aux fluctuations de la qualité des fruits utilisés.

Il est important d’utiliser une membrane spécialisée qui ne se colmatera pas prématurément en surface, ce qui viendrait alourdir le procédé.  C’est pourquoi un système constitué de membranes tubulaires est idéal puisqu’ils sont conçus pour résister à l’encrassement en présence d’un liquide à haute concentration de particules et de matières suspendues.

Lors du procédé de filtration, le jus, dans ce cas-ci est pompé le long des parois internes des tubes et se perméabilise en étant filtré à travers ceux-ci.  Il continue ensuite son « chemin » vers l’extérieur du tube. Le design de la membrane tubulaire force le liquide à cheminer sur la surface tel un balayage et l’écoulement constant aide à maintenir un taux de colmatage des plus bas. De plus, les tubes fabriqués en PVDF, un matériau les moins propices au colmatage, en font une  une technologie de choix.

Enfin, considérant que la grande majorité des grossistes de leur clientèle exigent une turbidité de 5.0 NTU ou moins et que l’utilisation de modules d’ultrafiltration permet de produire des jus à 1.0 NTU en moyenne, peu importe la saison, ce qui en fait une méthode très appréciée sans parler de la durée de vie des membranes de 3 à 4 ans en moyenne qui est exceptionnelle pour ce type d’application.

 

 

 Bibliographie:  

http://fr.wikipedia.org/wiki/Ultrafiltration

http://www.lenntech.fr/francais/microfiltration-et-ultrafiltration.htm

(article provenant de Koch Membranes)

 

Richard Bourdeau

Richard Bourdeau

Richard Bourdeau, Consultant et Chef de division

À l’origine de la conception de l’un des projets les plus imposant dans le domaine de la purification d’eau de procédé (en soutien à Teknika-HBA), soit le Centre de Recherche C2MI à Bromont (un projet partenariat avec IBM, Dalsa, et l’Université de Sherbrooke, M. Bourdeau a su développer son expertise dans le domaine de la purification d’eau de procédé industriel et clinique pour les projets de taille. Diplômé en Génie Industriel (AEC) depuis 1997, M. Bourdeau possède les qualifications et l’expertise nécessaire afin de bien soutenir les clients dans leurs démarches de design de solutions et d’acquisition de systèmes d’eau.

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