Simulation numérique et étude expériementale de la chromatographie membranaire pour la séparation de biomolécules

Numerical simulation and experimental study of membrane chromatography for biomolecule separation

• Auteur / Autrice : Chalore Teepakorn
• Direction : Catherine Charcosset, Koffi Fiaty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et des bioprocédés
• Date : Soutenance le 16/12/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : François Puel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Grenier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Xavier-François Santarelli, Marie-Pierre Belleville

Mots clés

Mots clés contrôlés

Membranes (technologie)

Adsorption

Échange d'ions

Chromatographie

Mots clés libres

Chromatographie membranaire

Echange d’ions

Courbe de perçage

Capacité d’adsorption

Chromatographie à flux axial

Chromatographie à flux radial

Membrane chromatography

Ion exchange

Breakthrough curve

Dynamic binding capacity

Axial flow chromatography

Radial flow chromatography

Résumé

La chromatographie membranaire est une alternative à la chromatographie classique sur résine basée sur le transport convectif des solutés à travers une membrane microporeuse plutôt que par le transport diffusif des solutés dans les particules de résines. Cette technique présente les avantages de diminuer les phénomènes de diffusion, de réduire les temps de séjour et les pertes de charge, et de permettre la purification rapide de quantités importantes de molécules. La chromatographie membranaire connaît un fort succès commercial. Une gamme importante de membranes chromatographiques mettant en jeu différents mécanismes de rétention (échange d’ions, affinité, etc.) et différentes géométries (feuille, spirale, etc.) est actuellement commercialisée. Malgré ce succès, différents aspects relatifs à la chromatographie membranaire restent mal connus. Cette thèse de doctorat se propose de répondre à certaines questions relatives à cette technique

Membrane chromatography (MC) is an alternative to traditional resin packed columns chromatography. The solute mass transport in the membrane occurs in convective through-pores rather than in stagnant fluid inside the pores of the resins particles, which is limited by the slow diffusive transport. MC offers the main advantage of reducing diffusion phenomena, shorter residence time and lowered pressures drops, and thus, facilitates rapid purification of large quantities of molecules. A wide range of chromatographic membranes involving different molecules retention mechanisms (ion exchange, affinity, etc...) is now commercialized. Despite their success, the influence of the geometry of the membrane chromatography devices remains relatively unexplored from a theoretical point of view. This doctoral thesis is aimed to clarify some ambiguous points related to this technique