cours filtration

Chapitre 5: Filtration Définitions, généralités Résistances Filtration à pression constante Filtration à débit constant Classification des filtres Sélection d’un filtre Appareillage Traitement de post-filtration Filtration centrifuge (essorage) Filtration à membrane c. 12 – 2012 OPÉRATIONS FONDA NT Svip next page 5. 7. Appareillage 5. 7. 1. 5. 7. 2. 5. 7. 3. 5. 7. 4. 5. 7. 5. 5. 7. 6.

Filtres à tambour Filtres-presses Filtres à bande Filtres à disques Filtres statiques Nutsche Filtres à bougies (à cartouches) OPÉRATIONS FONDAMENTALES Ill – C. Tibirna 5. 7. 1. Filtres à tambour Nombreuses variétés technologiques: a) avec ou sans cellules; b) à toile laquée; c) par rouleau compresseur; d) par sortie de toile 7 : Suspension du tambour par courroies (BDS System) http://www. faivre. fr/fr/filtre-a-tambour/rotoclean. html OPÉRATIONS FONDAMENTALES Ill – c.

Tibirna Performances et caractéristiques Surfaces du tambour: entre IO et 60 m2 Diamètre et longueur du tambour: jusqu’à 3,5 et 6 m Vitesse de rotation (de 1 rpm- 8 rpm) Possibilité de filtrer des suspensions difficiles et d’obtenir un gâteau mince Variante sans cellule- tambour entièrement clos et étanche avec u vide dans la totalité du volume du tambour OPÉRATIONS FONDAMENTALES Ill 5. 7. 2. Filtres – presses Types de filtres-presses à plateaux et cadres à plateaux chambrés à plaques Mode d’opération: discontinu ou continu – C.

Tibirna Éléments filtrants : plaques (plateaux) recouvertes d’une toile filtrante Système de déshydratation mécani ue le plus performant (30 – 80 % Siccité) 2 plateaux en sen,’ice; B = ouvert pour lavage; a = toile filtrante; b = gâteau,’ c cadre; d plateau; e – cadre avec ouverture pour entrée eau; f = cadre avec ouverture pour sortie eau) Pression de service: de 5 à 15 bars (30 bars) Épaisseur des cadres: de 20 à 50 mm (70 mm pour les gâteaux ? grande filtrabilité) Surface de filtration: de qq. m2 (filtres de laboratoire) à 400 m2(plateaux de rn x m) Filtres-presses modernes – à plateaux chambrés (gaufrées sur les 2 faces de plateaux contigües -plus facile à mécaniser (automatisation) – 100 à 120 chambres Applications: eaux résiduaires, industrie alimentaire, pharmaceutique OPÉRATIONS FONDAMENTALES Ill – 5. 7. 3. Filtres à bande Mode d’opération: continu C. Tibirna 1 ou 2 bandes sans fin en caoutchouc erforé supportant une toile filtrante tendue entre 2 tambours 3 -pour les appareils horizontaux Bande double – appareils verticaux et combinés exercée par une bande auxiliaire presseuse et non filtrante 5. . 4. Filtres à disques Éléments filtrants : disques verticaux divisés en secteurs et garnis de toiles filtrantes fixés parallèlement sur un arbre mis sous vide par une tête distributrice presslon Les disques plongent dans une cuve d’alimentation Les S sont retenus par aspiration sur les 2 parois de chaque disque Le gâteau est décollé par lavage pour le même encombrement, surface double ? elle d’un filtre rotatif Diamètre des disques: de 1,2 à 3,6 m2 Surface filtrante: 280 m2 5. . 5. Filtres statiques Nutsche Récipients possédant un double fond Accumulation du liquide au dessus du premier fond paroi filtrante = plaque perforée servant de support à un élément filtrant e L est aspiré par la prise uvant 4 évacué par des tubes Grand débit Applications: chimie, métallurgie, pharmacie, alimentaire, électrométallurgie Surfaces de filtration faibles (5 à IO dm2 par bougie) —utilisés pour les L peu chargés Les bougies colmatées — remplacées ou lavées

Nettoyage: contre-courant, par ultrasons, trempage dans un bain 5,8. Traitement de post-flltration Après la filtration, le gâteau est imprégné d’un L de composition identique à celle du filtre qu’il convient en règle générale d’éliminer Traitement de post-filtration: lavage et essorage du gâteau, traitement de finition Buts : 1) S de plus en plus purs; 2) récupérer le plus possible de L; 3) diminuer les coûts de transport et de séchage thermique 5. 8. 1.

Lavage du gâteau de filtration Buts: 1) extraction des substances dissoutes présentes dans le liquide interstitiel ontenu dans les pores du gâteau de filtration; 2) la récupération du filtrat ; 3) purification du précipité Moyen – solvant approprié (liquide de lavage), dans le même appareil que celui qui a servi à la filtration ou dans d’autres machines situées en aval suivant les performances à atteindre OPÉRATIONS FONDAMENT S ibirna des cas) le liquide interstitiel en éluant éventuellement le soluté qui serait adsorbé ou adsorbé au sein du solide Le choix est dicté par la technologie de filtration utilisée – les filtres à disques et ? tambour sous vide, qui ne permettent pas d’obtenir des erformances élevées de lavage, peuvent être complétés en aval, le cas échéant, par des cuves de repulpage 5. 8. 2.

Essorage (déshydratation) But: enlever une partie du filtrat résiduel en diminuant l’humidité du gâteau Dans un nombre limité de cas, un accroissement de la P en fin de filtration suffit Les caractéristiques recherchées imposent bien souvent l’utilisation de techniques spécifiques – 2 techniques classiquement utilisées, seules ou combinées « désaturation » – par effet centrifuge, soufflage ou succion d’air; les forces appliquée sont un faible effet sur la structure du gâteau (la orosité reste constante)seule la diminution de la saturation est recherchée; pressage réduire le V des vides au sein du gâteau; modifie significativement sa structure; le V de liquide contenu dans la mase poreuse diminue, mais les pores restent saturés; action de pressage obtenue soit par compression mécanique sur des presses (presses hydraulique, filtres —presses, etc) soit en augmentant la P de filtration en fin d’opération filtrant sous l’action d’un champ centrifuge L’élément filtrant (textile, métallique ou mixte), fixé contre la paroi interne du otor (panier), est le support sur lequel viennent se déposer les particules S = gâteau 5,9. Filtration centrifuge (essorage) Cycle d’essorage Chargement du panier (alimentation + filtration); la centrifuge tourne soit à vitesse maximale soit à une vitesse réduite. Le gâteau se forme par combinaison des phénomènes de filtration et de sédimentation progressive. La phase L s’écoule au travers de la couche poreuse,’ Lavage éventuel du gâteau par un L de lavage pour éliminer le mère contenu dans les Interstices (déplacement + diffusion ou dissolution d’impuretés absorbées)

Essorage proprement dit – le L interstitiel s’élimine progressivement des particules S Jusqu’à atteindre Péquilibre entre les forces capillaires et les forces centrifuges Débatissage du gâteau – opération réalisée à l’aide d’un dispositif de raclage, l’essoreuse tournant soit à la vitesse maximale, soit à une vitesse très faible (30 à 60rpm) Techniques de filtration tangentielle – micro, nano, osmose Inversee CLASSIFICATION DES PROCÉDES À MEMBRANE 5. 11. Filtration à membrane OPERATIONS FONDAMENTALES Ill – C. Tibirna Vous et vos amis vous réunissez pour tenter de produire votre ropre bière. Vous consultez l’internet pour connaître la recette et les étapes de production. Vous achetez en magasin les ingrédients et le matériel. On résume les grandes étapes qui sont l’empâtage, le brassage et le houblonnage. ’empâtage consiste à concasser les grains. Donc le malt (orge germé) est concassé pour libérer Pamidon qu’il contient. On ajoute l’eau de source et puis vous êtes à l’étape de brassage. Donc vous chauffez l’eau et le malt. Ce mélange se nomme la maiche.

Cette étape a pour but de transformer l’amidon en sucres. À 62 oc endant 30 minutes, l’amidon est ransforme en maltose, 8 rapidement. Vous trouvez que c’est très long. Vous remarquez aussi qu’au début, le filtrat s’accumule plus qu’à la fin. Comme vous avez hâte de goûter à votre bière et de la faire goûter à vos amis, vous voulez récupérer le plus d’eau possible et le plus rapidement possible. Que faites-vous pour améliorer l’étape de filtration? Examen # 2 théorie — lundi 26 novembre (Chapitres 4 + 5) : Cristallisation Filtration IO % de la note finale Examen synthèse théorie (tous les chapitres ) : Humidification 2. 3. 4. Séchage Évaporation 5. 20 % — lundi 3 décembre 9