Ultrafiltration - Procédé de séparation membranaire

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Définition

L’ultrafiltration (UF) est un procédé de séparation soluté / solvant. C’est une technique membranaire au même titre que la microfiltration, la nanofiltration ou l’ osmose inverse.

La taille des molécules ou des groupes de molécules retenus par membrane d’ ultrafiltration va de 0,002 à 0,1 µm. Les constituants arrêtés peuvent être des bactéries, des macromolécules synthétiques ou naturelles, des agrégats moléculaires ou des particules issus de divers procédés. Ils pourront alors être recyclés plutôt que mis en décharge. L’ultrafiltration peut également être considérée comme une technique de concentration à moindre coût énergétique.

Principe - procédé

L'ultrafiltration est également une technique de séparation membranaire, qui se fait par écoulement tangentiel du fluide à travers une membrane. L'avantage par rapport à une filtration frontale sur filtre est un colmatage moindre de la membrane, car les particules s'y accumulent moins, ce qui induit une meilleure qualité du filtrat.
De plus, lorsque le flux est devenu trop bas, un simple nettoyage de la membrane suffit pour lui redonner ses qualités initiales.

Deux paramètres caractérisent une membrane d’ultra-filtration:
- la perméabilité : c’est le débit d’ultrafiltrat qui est fourni par 1 m² de membrane.
- le seuil de coupure (cut-off) qui indique la taille à partir de laquelle les molécules seront entièrement retenues. Le seuil de coupure est une masse moléculaire (ex: seuil = 15 000, signifie que toutes les molécules dont la masse moléculaire est supérieur à 15 000 seront retenues à 100%).


D'une manière générale, l'ultra-filtration est d'avantage utilisée pour séparer les fluides que pour les concentrer (osmose inverse ou nanofiltration). Son champ d'application principal est la récupération de produits:
- purification des eaux résiduaires contenant des corps gras (huile, graisse...) avant rejet à l’égout,
- épuration des liquides alimentaires contenant des micro-organismes (pasteurisation de la bière et des jus de fruits),
- séparation eau/sucres, alcools, matières organiques dissoutes,
- production de concentrés protéïques à partir du lait et du petit lait,
- récupération de particules métalliques,
- traitement des émulsions d’huile dans l’eau,
- récupération de peinture, teinture, apprêt.


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