Séparation et purification d'un acide organique par nanofiltration

Separation and purification of organic acid from fermentation broth by membrane process : nanofiltration

• Auteur / Autrice : Chakkrit Umpuch
• Direction : Hélène Roux-de Balmann, Sunthorn Kanchanatawee, Sylvain Galier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lactate

Glucose

Nanofiltration

Acides organiques

Mots clés libres

Nanofiltration

Lactate

Glucose

Addition de sel

Sélectivité

Résumé

L'objectif de ce travail a consisté à déterminer dans quelle mesure la modification de la composition ionique pouvait améliorer la séparation glucose/lactate par nanofiltration. Plus précisément, il s'agissait d’évaluer l'impact de l'addition d'un électrolyte sur la sélectivité de la séparation. En effet, l'influence de la composition ionique sur les rétentions d'espèces neutres et chargées en nanofiltration est gouvernée par des mécanismes différents. L'influence de la composition ionique sur les rétentions du glucose et du lactate a été étudiée en solutions binaires (glucose/électrolyte et lactate/électrolyte) et en solutions ternaires (glucose /lactate/électrolyte) par addition de NaCl et Na2SO4 à différentes concentrations. Les résultats ont en effet montré que les rétentions du glucose et du lactate étaient influencées de manière différente par l'ajout de sel. La présence de NaCl diminue légèrement les rétentions de glucose et de lactate. La diminution plus marquée de la rétention du lactate à faible flux de perméation, permet d'améliorer la séparation d'un facteur 1,4 par rapport au mélange sans ajout de sel. Par contre, l'addition de Na2SO4 n'a aucune influence sur la rétention du glucose tandis que celle du lactate est fortement diminuée. La séparation est alors améliorée d'un facteur 1,9.

The present work focuses on the study of a nanofiltration step to purify solutions containing lactate and glucose. From previous results, it was concluded that, whilst good separation was expected from results obtained with single solute solutions, the NF selectivity achieved with mixed solutions was finally very poor. On the other hand, it was demonstrated that the presence of a charged solute can change significantly the retention of either neutral or charged ones. The objective of this experimental study is to investigate to what extend the addition of an electrolyte can improve the selectivity of lactate / glucose separation by nanofiltration. Experimental results were used to get the variation of the observed retentions vs. The permeation flux and to evaluate the separation efficiency from the separation factor. In presence of NaCl, both glucose and lactate retentions slightly decrease and remains very close except at low permeation fluxes where the addition of NaCl has more effect on lactate retention than on glucose one. On the contrary, whilst the addition of Na2SO4 has no influence on glucose retention, a strong effect was pointed out on the lactate retention, especially for high electrolyte concentrations for which negative retentions were obtained at low permeation fluxes. Then, the separation improvement by adding salt is much more important in presence of Na2SO4 compared to NaCl. A maximum separation factor of 1. 9 was obtained with Na2SO4 at 0. 25 M adding to the glucose / lactate solution whereas the separation was impossible without the addition of salt.