Article

1 - PRÉSENTATION GÉNÉRALE

2 - TRANSFERT DE SOLVANT ET FILTRATION

3 - TRANSFERT DE MATIÈRE ET ACCUMULATION

4 - TRANSFERT MEMBRANAIRE ET RÉTENTION

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : J2789 v1

Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT) - Aspects théoriques : mécanismes de transfert

Auteur(s) : Pierre AIMAR, Patrice BACCHIN, Alain maurel

Relu et validé le 01 juin 2023

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RÉSUMÉ

Cet article analyse les mécanismes de transfert intervenant lors de l’osmose inverse (OI), la nanofiltration NF, l’ultrafiltration UF et la microfiltration NFT. Ces procédés de séparation en phase liquide par perméation à travers des membranes permsélectives sous l’action d’un gradient de pression mettent en jeu des phénomènes complexes. Le but de cette présentation théorique est de permettre à l’utilisateur de comprendre le fonctionnement de chacun de ces techniques afin d’optimiser au mieux leur mise en œuvre.

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ABSTRACT

Membrane filtration (IO, NF, UF, MF) - Theoretical aspects: transfer mechanisms

This article analyzes the transfer mechanisms that occur during the reverse osmosis (RO), nanofiltration (NF), ultrafiltration (UF) and microfiltration (MF). These methods of liquid-phase separation by permeation through permselective membranes under the action of a pressure gradient involve complex phenomena. The purpose of this theoretical presentation is to enable the user to achieve a better understanding of each of these techniques in order to at best optimize their implementation.

Auteur(s)

  • Pierre AIMAR : Laboratoire de génie chimique UMR CNRS/INP/UPS Université Paul Sabatier (Toulouse)

  • Patrice BACCHIN : Laboratoire de génie chimique UMR CNRS/INP/UPS Université Paul Sabatier (Toulouse)

  • Alain maurel : Consultant

INTRODUCTION

L'objectif de ce dossier [J 2789] est d'analyser les mécanismes de transfert mis en jeu lors des filtrations membranaires comme :

  • l'osmose inverse OI ;

  • la nanofiltration NF ;

  • l'ultrafiltration UF ;

  • la microfiltration MFT ;

afin que l'utilisateur soit capable de dégager les mécanismes de transfert les plus limitants vis-à-vis d'une application et d'appréhender l'influence des conditions opératoires sur le fonctionnement du procédé.

Après quelques généralités sont présentées les considérations théoriques nécessaires à l'analyse des mécanismes de transfert qui conditionnent le fonctionnement du procédé : la vitesse de filtration, l'accumulation de matière et la sélectivité. Ce dossier constitue un socle théorique sur lequel s'appuie le dossier [J 2 790v2] pour amener les outils théoriques nécessaires à la conception et à l'optimisation des procédés. De façon simplifiée, ce dossier présente la cause des phénomènes (les mécanismes de transfert mis en jeu) alors que le dossier [J 2 790v2] présente les conséquences de ces phénomènes sur l'efficacité du procédé (la perméabilité et la sélectivité).

Le système d'unité est le système international SI, exception faite pour des unités hors système encore employées couramment dans la profession, telles que L · h–1 · m–2 pour les débits spécifiques des membranes.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j2789


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MERTEN (U.) -   Desalination by reverse osmosis.  -  MIT Press Cambridge (1966).

  • (2) - VILKER (V.L.), COLTON (C.K.), SMITH (K.A.), GREEN (D.L.) -   The osmotic pressure of concentrated protein and lipoprotein solutions and its significance to ultrafiltration.  -  Journal of membrane science, 20, p. 63-77 (1984).

  • (3) - BONNET-GONNET (C.), BELLONI (L.), CABANE (B.) -   Osmotic pressure of latex dispersions.  -  Langmuir, 10, p. 4012-4021 (1994).

  • (4) - ESPINASSE (B.) -   Approche théorique et expérimentale de la filtration tangentielle de colloïdes : flux critique et colmatage.  -  Thèse de l'Université Paul Sabatier (2003).

  • (5) - THIJSSEN (H.A.C.) -   Concentration processes for liquid foods containing volatile flavors and aromas.  -  J. Food Technol., 5, p. 211-229 (1970).

  • (6) - RAUTENBACH (R.), ALBRECHT (R.) -   Membrane...

1 Outils numériques

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Fluent http://www.fluent.fr

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2 Normes

NF X 45-103 - 12-97 - Filtration des liquides. Membranes poreuses. Taux de rétention des membranes d'ultrafiltration et de nanofiltration - -

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