Les technologies de filtration par membranes sont de plus en plus utilisées dans les processus de production de nombreuses industries. Leur capacité à séparer des extraits et des essences naturelles très spécifiques à des températures basses ou ambiantes en fait une technologie plus rentable pour cet objectif que d’autres méthodes traditionnelles.
Le type de membrane choisi est un facteur important pour garantir un bon fonctionnement et un rendement optimal du processus. Il existe diverses classes de membranes qui s’adaptent à différentes applications selon le niveau de filtration requis. Les membranes en spirale, les membranes céramiques, les membranes en acier inoxydable, les membranes tubulaires, les membranes à fibres creuses et les membranes « plate & frame » sont les modèles les plus courants.
La filtration par membranes est une technologie à pression utilisée pour réaliser diverses séparations liquides. Ses différentes modalités sont la microfiltration, l’ultrafiltration, la nanofiltration et l’osmose inverse.
L’osmose inverse est particulièrement adaptée aux processus de déshydratation, de concentration/séparation de substances, ou de traitement des déchets liquides. Elle est très utile pour concentrer des solides dissous ou en suspension, d’une part, et obtenir un rejet liquide contenant une très faible concentration de solides dissous d’autre part.
L’ultrafiltration est un processus de fractionnement sélectif couramment utilisé pour le fractionnement du lait, du lactosérum et des protéines. Elle concentre les solides en suspension et les solutés de poids moléculaire supérieur à 1000. D’autre part, le rejet liquide contient des solutés organiques de faible poids moléculaire et des sels.
La nanofiltration est généralement appliquée pour le déminéralisation, l’élimination de la couleur et la désalinisation.
La microfiltration est un processus d’écoulement à basse pression à travers une membrane pour la séparation des colloïdes et des particules en suspension dans la plage de 0,05 – 10 microns. La microfiltration est utilisée pour les fermentations, la clarification de bouillons et la clarification et la récupération de biomasse.
Applications industrielles
La filtration par membranes peut être appliquée dans une multitude d’industries où interviennent des processus chimiques. L’industrie alimentaire, avec des spécifications importantes dans les secteurs laitier et sucrier, la pharmacie, la biotechnologie et l’industrie chimique proprement dite, sont des domaines où la filtration par membranes peut être d’une grande utilité.
L’application des diverses techniques de filtration par membranes dans l’industrie alimentaire couvre une multitude de domaines. Parmi les plus courants, on peut citer la concentration de blancs d’œufs, la clarification et la préconcentration de jus de fruits, la concentration et l’extraction de cendres de gélatine porcine, bovine ou osseuse, la clarification de la saumure de viande pour l’élimination des bactéries et le réutilisation de la saumure, la concentration de protéines de végétaux et de plantes telles que le soja, le colza et l’avoine, et la désalcoolisation de vin et de bière.
Industrie laitière : la filtration par membranes est une partie précieuse du processus de production, en particulier dans la fabrication d’ingrédients laitiers. Ses applications peuvent être divisées en trois catégories : applications au lait, applications au lactosérum et autres applications comme la clarification de saumure de fromage.
Industrie des amidons et édulcorants : le principal avantage est l’augmentation du rendement des produits, parmi lesquels on trouve la clarification de sirops de maïs tels que la dextrose et le fructose, la concentration de l’eau de lavage de l’amidon, l’enrichissement en dextrose, la dé-pyrogénation du sirop de dextrose et le fractionnement/concentration de l’eau de macération.
Industrie du sucre : la filtration par membranes peut être utilisée pour clarifier le jus non traité sans utiliser de clarificateurs primaires, éliminant ainsi de nombreux problèmes environnementaux et améliorant la qualité et le rendement d’autres méthodes traditionnelles. Les membranes peuvent également clarifier, fractionner et concentrer diverses solutions de sucre dans le processus de production.
Industrie chimique : de nombreux processus chimiques utilisent la filtration par membranes pour désaliniser, diafiltrer et purifier des colorants, des pigments et des agents de blanchiment optiques, nettoyer les effluents et les eaux de lavage, la concentration et la déshydratation de minéraux tels que l’argile kaolinitique, le dioxyde de titane et le carbonate de calcium, la clarification de caustiques, la production de polymères ou la récupération de métaux.
Industrie pharmaceutique : la récolte de cellules ou la récupération de biomasse est une étape importante dans un processus de fermentation, en particulier lors de la fabrication de produits tels que les antibiotiques. La filtration améliore la production et réduit la tâche de l’opérateur ainsi que le coût de maintenance. Les membranes sont également une partie standard des lignes de production industrielle d’enzymes en concentrant les enzymes avant d’autres processus.
