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PROCEDES DE FILTRATION MEMBRANAIRE, PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ET APPLICATIONS...

Procédé Type de Membrane et taille de pores Matériaux de la membrane Force motrice Applications
Microfiltration membranes poreuses isotropes ou anisotropes,
0.1 - 10 microns		 Inorganique (céramique, Oxides (Aluminium-, Titanium-, Zirconium-), Graphite,..) ou Organique (Polymeres, acetate et nitrate de cellulose, PVDF, Polyamides, Polysulfone, PTFE,..) différence de pression,
1 - 5 bar 		Filtration stérile, Clarification, Concentration de suspensions
Ultrafiltration membrane poreuse anisotrope ou composite,
1 - 10 nm		 Organique (Polysulfone, Polypropylene, Nylon 6, PTFE,..) ou Inorganique (Cémarique, oxydes métalliques,..) différence de pression,
1 - 10 bar		 Separation of macromolecular solutions, clarification et désinfection des eaux potables, concentration des protéines de lactosérum, séparation d'émulsions huile-eau
Nanofiltration membrane poreuse anisotrope ou composite Acetate de cellulose, Polyamides aromatiques,.. différence de pression,
10 - 30 bar		 Removal of hardness and desalting
Osmose Inverse membrane anisotrope,
0.5 - 1.5 nm		 Polymers, Cellulosic acetate, Aromatic Polyamide différence de pression, jusqu'à 200 bar Separation of salts and microsolutes from solutions
Pervaporation Asymmetric non-porous membrane Polyacrylonitrile, Polymers Différence de pression partielle / tension de vapeur Séparation de mélanges azéotropiques
Permeation de vapeur Asymmetric non-porous membrane Polyacrylonitrile, Polymers Différence de pression partielle / tension de vapeur Séparation de mélanges azéotropiques
Permeation gazeuse Membranes Polymers & copolymers Différence de pression (hydrostatique) et différence de concentration Récupération de l'hydrogène, Séparation du CO2 du gaz naturel, Enichissement en azote,..
Electrodialyse Membranes échangeuses d'ions Sulfonated cross-linked polystyrene gradient de potentiel électrique Régénération des bains de décapage sulfurique et des bains d’acide chromique par traitement des bains de rinçage




CLASSIFICATION DES MEMBRANES

d’après le mécanisme de séparation et la taille de pores:

Membranes poreuses (MF, UF, NF)
- Macropores: plus de 50 nm (MF, UF);
- Mésopores: 2 à 50 nm (UF);
- Micropores: moins de 2 nm (NF).

Membranes non poreuses (perméation de gaz, pervaporation, osmose inverse)
ces membranes peuvent être considérées comme des milieux denses où la diffusion des espèces
a lieu dans les volumes libres situés entre les chaînes moléculaires du matériel de la membrane.

Membranes échangeuses des ions
membranes non poreuses, faites de gels denses ayant une charge positive
(échangeuses d'anions) ou négative (échangeuses de cations).


d’après la morphologie, la structure de la membrane:

Membranes à structure isotrope (symétrique)
ces membranes denses ou poreuses ont la même structure sur toute leur épaisseur (structure isotrope)

Membranes à structure asymétrique (membranes anisotropes)
ces membranes denses ou poreuses ont la même structure sur toute leur épaisseur (structure isotrope)

la structure de la membrane varie d’une couche à l'autre,
on peut distinguer deux types de membranes asymétriques:

- Les membranes préparées à partir du même matériau comme par exemple les membranes polymériques préparées par inversion de phase.
- Les membranes composites constituées de plusieurs couches de materiaux (et porosités) différents.
Les membranes composites sont souvent constituées de deux couches:
La peau, ou couche active de la membrane est aussi mince que possible et supportée par une couche plus poreuse (pour un bon drainage) et plus solide (plus épaisses) du point de vue mécanique.
Dans le cas d'une membrane anisotrope, la peau est supportée par un milieu de même nature (seule la porosité varie).

La plupart des membranes commerciales de MF, UF et de NF sont des membranes à structure asymétrique car ce type de structure permet d’avoir des perméabilités plus élevées.