Gonflement et élimination du dépôt après filtration : impact de la résistance hydraulique de la membrane

Autor: Loginov, Maksym, Doudies, Floriane, Gesan-Guiziou, Genevieve
Přispěvatelé: Science et Technologie du Lait et de l'Oeuf (STLO), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: 17.édition du congrès SFGP
17.édition du congrès SFGP, Oct 2019, Nantes, France. 2019
2019; 17.édition du congrès SFGP, Nantes, FRA, 2019-10-15-2019-10-17
Popis: L’élimination du dépôt de filtration par rinçage et nettoyage des membranes est une essentielle pour assurer l’efficacité de la filtration efficace. Pourtant, on trouve que la discussion actuelle des différents mécanismes, qui conduisent à l’élimination du dépôt après la filtration (gonflement, érosion, détachement, …), est loin d’être exhaustive. Pour cette raison nous avons consacré ce travail à la modélisation du comportement du dépôt de filtration réversible pendant la relaxation de la pression après filtration sur membrane. L’objectif de ce travail est de décrire la cinétique du gonflement d’un dépôt de particules colloidales en prenant en compte la résistance hydraulique de la membrane de filtration, et d’étudier l’influence du gonflement de ce dépôt sur son élimination de la surface de la membrane. La théorie de filtration-consolidation a été adaptée pour la description du gonflement. Les valeurs des caractéristiques du dépôt (compressibilité, filtrabilité (résistance spécifique) et épaisseur du dépôt), ainsi que les paramètres opératoires (résistance hydraulique de la membrane, pression transmembranaire appliquée) utilisées pour la modélisation étaient choisies pour être représentatives de l’ultrafiltration d’une suspension colloïdale avec une forte compressibilité réversible de dépôt. Il a été démontré que le gonflement d’un dépôt réversiblement compressible peut être assisté par l’absorption du filtrat à travers la membrane (Fig. 1). Cet effet est expliqué par la relaxation de la pression de solide après la réduction de la pression transmembranaire appliquée. Plus la résistance hydraulique de la membrane est faible (forte perméabilité de la membrane), plus l’absorption du filtrat et la vitesse de gonflement du dépôt augmentent. Lorsque la résistance hydraulique de la membrane est faible et la résistance hydraulique du dépôt est forte, l’absorption du filtrat au travers la membrane peut conduire à une distribution non-uniforme de la concentration du solide dans le dépôt gonflé : le modèle prédit une distribution en forme de cloche (Fig. 2a). A la membrane, l’adhésion du dépôt diminue avec la diminution de la concentration locale, et la faible concentration en solide dans le dépôt (distribution en forme de « cloche ») peut faciliter son élimination de la surface de la membrane. Donc, un dépôt dont les propriétés de compressibilité sont réversibles peut être facilement éliminé de la surface d’une membrane ayant une faible résistance hydraulique, avant la fin du gonflement. En revanche, le gonflement du même dépôt à la surface d’une membrane peu perméable (résistance hydraulique élevée) est plus lent, et conduit à une distribution monotone de la concentration du solide (la concentration est la plus élevée à l’interface dépôt-membrane, Fig. 2b). Dans ce cas le dépôt s’élimine de la membrane après la fin du gonflement. Ces phénomènes doivent être pris en compte dans la planification des expérimentations et les analyses des résultats de filtration qui s’intéressent à l’étude de la force d’adhésion du dépôt à la membrane.
Databáze: OpenAIRE
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