Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / La microfiltration (MF) est un procédé membranaire permettant de séparer les micelles de caséines (CN) des protéines sériques (PS) du lait grâce à des pores ayant un diamètre de 0,1 μm. Le rétentat obtenu est enrichi en CN, tandis que le perméat contient des PS sous forme native. La membrane céramique à gradient de perméabilité (GP) a été développée récemment dans le but de réduire l’encrassement à long terme, ce qui permet des flux de perméation élevés et une meilleure séparation des protéines. À ce jour, les conditions opératoires les plus efficientes pour réaliser la MF du lait n’ont pas été déterminées pour ce type de membrane. L’objectif de cette étude était donc de caractériser l’effet de différentes pressions transmembranaires (PTM), différents facteurs de concentration volumique (FCV) et de la diafiltration (DF) sur l’efficience du procédé. Un bilan de matière a été réalisé à la suite du dosage des solides totaux, ainsi que de l’azote total, non caséique et non protéique. La consommation énergétique du système de MF a également été mesurée in situ. Les résultats obtenus démontrent qu’un FCV de 1,5X permet d’obtenir la meilleure séparation des protéines, tout en ayant un flux de perméation plus élevé et une plus faible consommation énergétique. Lorsque le FCV est plus élevé, les pertes totales de CN dans le perméat et la consommation énergétique deviennent plus importantes, ce qui réduit la rentabilité du procédé. Les étapes de DF réduisent l’efficience du procédé en augmentant la durée de filtration et la quantité de perméat généré de façon considérable, sans permettre d’obtenir une quantité satisfaisante de PS supplémentaires dans le perméat. Les résultats obtenus pourront bénéficier aux transformateurs laitiers lors de la prise de décision quant à la pertinence d’effectuer la MF du lait avec la membrane céramique GP. / Microfiltration (MF) is a membrane process used to separate casein (CN) micelles from serum proteins (SP) of milk using 0.1 μm pore diameter membranes. The resulting retentate is enriched in CN, while the permeate contains native SP. The graded permeability (GP) ceramic membrane has been recently developed to reduce long-term fouling, which improves permeation flux and protein separation. To date, the most efficient operating conditions to achieve MF of milk have not been determined for this type of membrane. The objective of this study was to characterize the effect of different transmembrane pressures (TMP), volumetric concentration factors (VCF) and diafiltration (DF) on the process efficiency. Mass balance measurements were carried out following the determination of total solids, total nitrogen, non-casein nitrogen and non-protein nitrogen. The in situ energy consumption of the MF system was also measured. Results obtained showed that a VCF of 1.5X provided the best separation of proteins, while allowing the highest permeation flux and the lowest energy consumption. When the VCF was higher, the total losses of CN in the permeate increased, as well as energy consumption, which reduces the process profitability. DF steps reduced the process efficiency by increasing the filtration time and the amount of permeate generated, without increasing significantly the transmission of additional SP in the permeate. Results will benefit dairy processors in decision making about the potential of MF of skim milk with GP membrane.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/26669 |
| Date | 23 April 2018 |
| Creators | Tremblay-Marchand, Daniel |
| Contributors | Doyen, Alain, Pouliot, Yves |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xxi, 83 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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