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Conduite de la filtration tangentielle

Les conditions de mise en oeuvre de la filtration ont une incidence très importante sur le colmatage et donc sur les performances des filtres, que ce soit d’un point de vue quantitatif( productivité), que qualitatif ( rétentions en colloïdes et macromolécules). Le fonctionnement des filtres est généralement géré par l’automatisme. 

Pression transmembranaire

La pression transmembranaire doit être maintenue faible, en particulier au démarrage de la filtration. Une augmentation trop rapide de la pression se traduira en effet par un colmatage rapide et en profondeur de la membrane. Les pressions transmembranaires préconisées, variables selon les conceptions, sont généralement proches de 1 bar ( 0.5 à 1.5 bars) et il est conseillé de ne pas dépasser 2 bars en fin de filtration.

Taux de concentration ou facteur de concentration volumique (FCV)

En microfiltration tangentielle, les débits sont d’autant plus faibles que la concentration en extrait sec du produit est élevée.

Température des produits à filtrer

La filtrabilité augmente avec la température. Toutes choses égales par ailleurs, les débits de filtration sont plus élevés à chaud qu’à froid.
En cour de filtration, une augmentation anormale de la température dans la boucle de circulation (de plus de 4 à 5°C) traduit un colmatage important des membranes. Il est alors conseillé d’arrêter la filtration et de réaliser un rinçage ou nettoyage chimique.

Durée du cycle de filtration et fréquence des nettoyages

Des cycles de filtration courts (de quelques heures) permettent d’obtenir des débits de filtration élevés. Ces cycles courts ont également l’avantage de limiter les phénomènes de colmatage irréversibles, mais augmentent fortement les consommations en eau et produits de nettoyage.
A l’inverse, l’augmentation des durées de filtration (24 heures ou plus), apporte une réponse aux assez faibles débits par unité de surface des filtres tangentiels. La notion de temps disponible pour la filtration est alors plus importante que celle de débits instantanés, le filtre fonctionnement en automatique, y compris de nuit.
L’augmentation de la fréquence des nettoyages chimiques peut permettre également d’augmenter les débits d’une installation de filtration. Cette solution est cependant à déconseiller, car elle peut, selon les configurations, diminuer la durée de vie des membranes et augmenter les volumes et le caractère polluant des effluents.

Opérations de rinçage et de nettoyage

L’eau utilisée pour les rinçages et le nettoyage ne doit pas contenir de substances susceptibles de colmater les membranes, ni de réagir avec les produits de nettoyage. Elle doit être en général par sécurité pré-filtrée sur membrane de 1µm. Un adoucisseur peut être nécessaire. La régénération des membranes est favorisée par l’action de la température, d’où un besoin en eau chaude. Pour les membranes organiques, les températures maximales d’utilisation sont fonction de leur composition. Les membranes en céramique sont sensibles aux chocs thermiques.
La fréquence des nettoyages chimiques doit être optimisée, car cette opération est longue ( 2 à 4 heures), et génère des consommations importantes d’eau et de produits de chimiques. La durée de vie des membranes dépend également du nombre de nettoyage chimique réalisé.

Conditions particulières d’utilisation  

Produits de collage et intrants

Certains produits utilisés pour le collage ou traitement des vins peuvent avoir un effet colmatant important.  Une attention particulière doit être apportée en cas de traitement à la bentonite et d'utilisation de charbon. Les risques de détériorations étant fonction des caractéristiques des produits œnologiques utilisés, ainsi que de la conception des membranes, il est obligatoire de respecter les recommandations des fabricants de filtres. 

Couplage centrifugation et microfiltration tangentielle

La centrifugation préalable des produits avant filtration peut permettre d’augmenter les débits de filtration et de protéger les membranes.

Couplage microfiltration et stabilisation tartrique

L’association microfiltration tangentielle à un traitement d’électrodialyse permet d’obtenir la limpidité, la stabilité microbiologique et tartrique en une seule opération. La microfiltration tangentielle peut être également positionnée en amont ou en aval d’un traitement de stabilisation tartrique par le froid. Dans ce dernier cas, la séparation des cristaux de tartre doit être réalisée en amont des filtres ( hydrocyclones ou autres techniques).

Filtration de produits « chargés » en particules en suspension (bourbes, fonds de cuve, retentâts)

La filtration de produits contenants d’importantes quantités de particules en suspension, comme les moûts issus d’un thermotraitement, les bourbes, les lies, boues de centrifugation, retentâts...) nécessitent des équipements spécifiques.