Thèse soutenue

Récupération d'exopolymères issus de surnageants de culture de Porphyridium cruentum par techniques membranaires : étude de la filtrabilité des solutions sur une membrane organique et caractérisation du colmatage

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Auteur / Autrice : Lisa Zaouk
Direction : Patrick BourseauSamir TahaAnthony Massé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance le 03/10/2018
Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Université Libanaise. Faculté des Sciences (Beyrouth, Liban)
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Laboratoire : Génie des Procédés Environnement – Agroalimentaire (GEPEA) (Saint-Nazaire)
Jury : Président / Présidente : Murielle Rabiller-Baudry
Examinateurs / Examinatrices : Fawaz El Omar, Bastien Seantier

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Certaines microalgues peuvent excréter hors de la cellule des polysaccharides ayant des propriétés intéressant différents secteurs industriels (santé, cosmétique, agroalimentaire, etc.). Les exopolysaccharides (EPS) solubilisés dans le milieu de culture pourraient être concentrés et purifiés par filtration sur membrane après élimination des cellules. Dans ce contexte, la thèse a porté sur l’étude de la filtrabilité des solutions d’EPS de Porphyridium cruentum sur une membrane plane d’ultrafiltration en polyéthersulfone d’un seuil de coupure égal à 50 kDa muni d’un espaceur côté alimentation. Les solutions d’EPS ont été filtrées à petite échelle avec recyclage du rétentat et du perméat dans le bac d’alimentation. Des courbes flux de perméation-pression transmembranaire (PTM) ont été établies jusqu’au flux limite pour différentes conditions de vitesse tangentielle (de 0,3 à 1,2 m.s-1), de teneur en EPS (de 0,10 à 1,06 kg GlcEq.m-3) et de température (20 et 40 °C). Le colmatage de la membrane a été évalué par le biais du calcul des résistances hydrauliques de colmatage, du flux critique, et de cartographies FTIR-ATR et AFM du colmatage irréversible. Les résultats ont montré le caractère fortement colmatant des solutions d’EPS avec une prépondérance de la part du colmatage irréversible pour des pressions de filtration modérées et réverible pour des pressions proches de la PTM limite. Ainsi, la concentration des EPS d’un facteur 10 nécessiterait des vitesses tangentielles de l’ordre de 1 m.s-1, ce qui serait envisageable dans un module plan de type “filtre presse”, mais pas dans un module spiralé.