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Thèse soutenue

Extraction des protéines du lactosérum par chromatographie d'échange d'ions en lit fluidisé. Modélisation et optimisation

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Auteur / Autrice : Hélène Carrère
Direction : Henri Delmas
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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Ce travail a pour objectif la modelisation et l'optimisation d'un procede, en voie d'industrialisation, d'extraction des proteines du lactoserum par echange d'ions en lit fluidise etage. Il s'agit d'un procede de chromatographie frontale dont les deux etapes principales adsorption et desorption ont ete etudiees. Les equilibres entre les proteines et l'echangeur d'ions ont ete determines pour ces deux etapes dans les conditions du procede industriel. Ils ont ete representes empiriquement par les modeles de langmuir avec et sans terme de competition. Pour modeliser le comportement dynamique de la colonne chromatographique, chaque etage de la colonne fluidisee est represente par un modele piston (avec eventuellement dispersion axiale) pour le liquide et par un modele parfaitement melange pour le solide. Le transfert de matiere entre phases et au sein de la phase solide se decompose en trois etapes: transfert externe autour des particules, diffusion a l'interieur des pores de l'echangeur d'ions et adsorption-desorption a la surface des pores. Apres identification des phenomenes de transfert limitants par des essais en batch et en colonne fluidisee, des modeles simplifies ont ete retenus: - transfert externe, equilibre a la surface de la particule et diffusion dans une sphere pseudo-homogene pour l'etape d'adsorption; - loi cinetique pour la desorption. Les parametres de ces modeles ont ete identifies par comparaison des profils de concentrations theoriques et experimentales. L'application de ces modeles a une colonne fluidisee comportant des melangeurs statiques necessite des modifications des representations globales des phases: la phase mobile semble alors plus melangee qu'en fluidisation classique. Les modeles etablis ont ete utilises dans un programme d'optimisation economique d'une installation d'extraction de proteines. En tenant compte de tous les couts inherents au procede, les durees de traitements ont ete calculees. La vitesse du liquide s'est averee etre le parametre cle de cette optimisation