Thèse soutenue

Extraction d'exopolysaccharides à partir de moûts de fermentation par microfiltration tangentielle : influence des conditions de fermentation et de filtration sur le colmatage et la récupération

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Auteur / Autrice : Christelle Harscoat
Direction : Michel-Yves Jaffrin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés industriels
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Les polymères microbiens sont de plus en plus employés dans l'industrie. L'exopolysaccharide (EPS) synthétise par Sinorhizobium meliloti M5N1 CS, utilise ici, présente des propriétés intéressantes. Les procédés actuels de séparation sont longs et coûteux. Les études sur la microfiltration de moûts biologiques, technique la mieux adaptée à notre cas, montrent la complexité des phénomènes de colmatage rencontrés. Nombre de systèmes de filtration ont été mis au point pour tenter de limiter le colmatage. En phase préliminaire on a déterminé les conditions correctes de filtration sur membrane céramique unitubulaire. La membrane de pores de 0,5 um a été choisie. La récupération des EPS est améliorée par une augmentation de contrainte de cisaillement (t) ou une diminution de pression transmembranaire (ptm). L'association de t élevée et faible ptm est malheureusement impossible dans notre système. Le colmatage est composé de divers éléments : à la surface de la membrane, les bactéries forment un dépôt compressible facilement éliminé ; en revanche, le colmatage irréversible semble provenir d'un blocage des pores ou d'une couche de gel formée par les EPS. Une augmentation de vitesse d'agitation, de durée ou de température aboutit à la production d'EPS plus petits qu'en standard. Cependant, alors que les EPS produits dans les deux premières conditions sont aisés à récupérer, ceux obtenus à température plus élevée, d'aspect de gel au lieu de fibres, sont difficiles à séparer. Pour améliorer la récupération, la filtration à flux constant avec rétrofiltrations et la filtration dynamique ont été testées. La filtration à flux constant et l'application de rétrofiltrations n'ont pas permis de réel gain. En revanche, le module à disque tournant, qui présente l'avantage de combiner faible ptm et t élevée, est prometteur. Enfin, la stérilisation du circuit de filtration est possible.