Etude de l'influence d'un jet instationnaire turbulent sur les performances de la filtration tangentielle : application aux bioréacteurs à membranes

par Claude Maranges

Thèse de doctorat en Microbiologie. Biotechnologie

Sous la direction de Christian Fonade.

Soutenue en 1995

à Toulouse, INSA .


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  • Résumé

    L'etude porte sur un nouveau procede hydrodynamique de lutte contre le colmatage en filtration tangentielle. Le principe repose sur une action convective exercee sur les couches colmatantes par les vortex emis a l'entree de la membrane par un jet intermittent. L'etude est divisee en deux parties: la premiere concerne l'etude numerique qui a pour but de determiner les caracteristiques des champs de vitesses, de pression et de concentration instantanes. Pour cela, les equations de navier-stokes sont resolues numeriquement en regime turbulent pour diverses configurations de jets intermittents confines. Le code de calcul a alors ete valide par rapport a des mesures directes de vitesse par anemometrie laser. L'analyse des perturbations apportees a la paroi en fonction des parametres operatoires conduit a preconiser l'adaptation de la configuration du jet au type de colmatage attendu. De plus, il a ete montre que le confinement du jet est la clef de l'efficacite de cette technique. La seconde partie concerne l'etude experimentale du principe retenu dans le cas de la filtration d'un fluide modele (une suspension de bentonite) et d'un fluide reel (un mout de fermentation). L'application a la filtration d'une suspension de bentonite sur membranes minerales tubulaires donne des resultats tres encourageants, allant jusqu'a une multiplication du flux de permeat par un facteur 3. De plus, cette amelioration se produit sur de grandes longueurs de membrane, mettant en evidence le role de l'oscillation en masse de la veine fluide sur la limitation du colmatage. Par ailleurs, l'application a un milieu biologique a montre une amelioration du flux de permeat de 30 a 70% suivant le mode de demarrage de l'installation, temoignant de l'applicabilite de cette technique aux fluides industriels. Enfin, outre sa simplicite de conception, la technique employee presente l'avantage de ne pas induire de consommation energetique supplementaire

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Informations

  • Détails : 276 p

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1995/357/MAR
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