Cross-flow filtration for the recovery of lipids from microalgae aqueous extracts: membrane selection and performances

Autor: R. Vinoth Kumar, Estelle Couallier, E Rivera, M. Frappart, S. Liu, Cécile Monteux, Michèle Viau, Patrick Bourseau, Liliana Villafaña-López
Přispěvatelé: Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bioprocédés Appliqués aux Microalgues (GEPEA-BAM), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Innovación Aplicada en Tecnologías Competitivas (CIATEC C.A.), Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME), Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université de Bretagne Sud (UBS) (UBS), Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (SIMM), ESPCI ParisTech-PSL Research University (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de Technologie [Saint-Nazaire] (IUT), Université de Nantes (UN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (UMR 7615) (SIMM), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), GIS Europole Mer, France, ADEME (2017-2020), Challenge Food For Tomorrow/Cap Aliment (3M-FOODGY 2018-2020), Pays de la Loire, France.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Process Biochemistry
Process Biochemistry, Elsevier, In press
Process Biochemistry, Elsevier, 2020, 89, pp.199-207. ⟨10.1016/j.procbio.2019.10.016⟩
ISSN: 0032-9592
1359-5113
Popis: International audience; The biorefinery of microalgae necessitates innovative choices of soft and energy-efficient processes to guarantee the integrity of fragile molecules and develop eco-friendly production. A wet processing of biomass is proposed, which avoids expensive drying steps. It includes harvesting, cell disruption, and fractionation of the target compounds. Membrane filtration is a promising clean fractionation step. In this paper, the recovery of lipids from starving Parachlorella kessleri aqueous extracts by cross-flow filtration was studied. A model solution was formulated to test four membranes of different materials (PVDF, PES, PAN) and cut-offs (200 kDa - 1.5 µm). The hydrophilic PAN 500kDa membrane presented the best performance (flux stability, permeate flux, lipid retention, and cleanability) and was therfore selected for filtrating real aqueous extracts. Similar permeation fluxes were obtained with model and real products: 34 -41Lh-1m-2 respectively. The coalescence of lipid droplets was observed with model solutions but not with real products, less concentrated. The lipids from the real products were wholly retained by the PAN membrane, whereas some of the polysaccharides and proteins were able to permeate. An optimization of the coupling between culture, cell disruption, clarification, and filtration would allow a good concentration and purification of the lipids from microalgae.
Databáze: OpenAIRE
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