Ultrafiltration

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L'ultrafiltration (UF) est une méthode de séparation membranaire par laquelle des particules en solution ou en suspension (nanoparticules, macromolécules, la plupart des virus) sont séparées du mélange liquide (sang, eau, lait, etc.) qui les contenait. La taille de ces matières varie entre 102 - 100 nanomètre (nm). L’ultrafiltration n’est pas fondamentalement différente de la microfiltration ou de la nanofiltration, si ce n’est qu’elle retient des matières de tailles différentes de ces dernières. L'ultrafiltration est majoritairement utilisée pour séparer des particules dissoutes alors que la microfiltration est majoritairement utilisée pour séparer des particules en suspension[1].

Propriétés[modifier | modifier le code]

L'ultrafiltration est un procédé baro-membranaire car le transfert a lieu sous l’effet de la pression. Cette pression transmembranaire (PTM) est entre 1 et 10 bars[2]. Ces membranes sont alors dites « basses pressions ».

Le mécanisme de séparation se fait par tamisage : le transfert a lieu dans une membrane poreuse et résulte de la différence de la taille des composants par rapport à celle des pores de la membrane. Les pores d'une membrane d'ultrafiltration sont entre 2 et 50 nm. Ils sont appelés des mésopores[3].

Dans la médecine[modifier | modifier le code]

L'ultrafiltration est une méthode de filtration du sang par convection à travers la membrane d'un hémofiltre. C'est un principe utilisé en hémofiltration mais qui ne constitue pas à lui seul un moyen d'épuration. Elle peut cependant être utilisée en urgence pour évacuer une surcharge hydrique.

Dans l'industrie agroalimentaire[modifier | modifier le code]

L'ultrafiltration est utilisée dans l’industrie agroalimentaire pour purifier et/ou concentrer des solutions de macromolécules (103 - 106 Da) :

  • Produits laitiers industriels : extraction de l'eau, composant très majoritaire du lait, avant de transformer ce dernier en fromage industriel. Le but est une valorisation extrême de ce produit agricole via la seule fabrication de fromage par un gain de rendement en temps d'égouttage du caillé et en volume fabriqué (les éléments constituant le petit-lait sont incorporés au fromage alors que les procédés usuelles de l'industrie les destinent à être des sous-produits ;
  • Fruits transformés industriels : clarification de jus de fruit.

Dans la recherche fondamentale[modifier | modifier le code]

L'ultrafiltration est utilisée dans la séparation et purification des protéines dans la recherche fondamentale[4] ;

Dans les traitements de l'eau[modifier | modifier le code]

Unités d'ultrafiltration utilisées pour la potabilisation des eaux de surface

Procédé universel qui peut être installé seul ou intégré dans une chaîne de traitement plus complexe, l’ultrafiltration clarifie et désinfecte l’eau en une seule étape.

  • Eau potable : l'ultrafiltration est caractérisée par un seuil de coupure de l'ordre de 0,01 μm. Toutes les molécules de taille supérieure sont stoppées (pollens, algues, parasites, bactéries, virus, germes et grosses molécules organiques), laissant filtrer à l’arrivée une eau parfaitement clarifiée et désinfectée sans utilisation de produits chimiques.
  • Assainissement : l'ultrafiltration est utilisée comme clarificateur et sert donc à séparer les boues biologiques de l'effluent épuré.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Michel RUMEAU, « MEMBRANES, transferts  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 29 novembre 2015. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/membranes-transferts/
  2. Membranes polymères en milieu aqueux. Procédés membranaires : état de l'art et perspectives, Gérald Pourcelly, Actualités G.F.P, Bulletin N°99, Octobre 2004
  3. (en) J. Rouquerol et al., « Recommendations for the characterization of porous solids (Technical Report) », Pure & Appl. Chem, vol. 66,‎ , p. 1739–1758 (DOI 10.1351/pac199466081739, lire en ligne [free download pdf])
  4. Yves BRIAND, Philippe BRION, René LAFONT, Jean-Claude MEUNIER, Pierre VIGNAIS, « PROTÉINES  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 novembre 2015. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/proteines/

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]