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Soutenance de thèse de Floriane Doudies

AGROCAMPUS OUEST, campus de Rennes, amphi Moule

Filtration de dispersions de micelles de caséine Propriétés physiques, rhéologiques et cohésives des couches concentrées accumulées à la surface de la membrane

Thèse dirigée par Geneviève Gésan-Guiziou (UMR STLO)

Résumé

Lors de l’ultra- ou de la microfiltration de lait écrémé, les micelles de caséine, particules colloïdales poreuses et déformables, viennent s’accumuler à la surface des membranes passant de l’état liquide (sol) à l’état solide (gel) sous certaines conditions. Cela conduit à des altérations notables des performances de la filtration. Afin de mieux maîtriser les opérations de filtration, il est nécessaire de mieux connaître les conditions opératoires qui conduisent à la formation de ces gels et leurs propriétés. Deux stratégies ont été adoptées pour cela : (i) une approche ex-situ, pour étudier les propriétés physiques, rhéologiques et cohésives des micelles de caséine concentrées; (ii) une approche in-situ par diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS) lors de l'ultrafiltration de micelles, afin de suivre les évolutions spatio-temporelles des profils de concentration en micelles de caséines à la surface de la membrane.
Par l'approche ex-situ, il a été mis en évidence des différences de comportement entre les dispersions de micelles de caséine à 7 et 20°C : à 7°C les micelles de caséine sont moins compressibles, leur concentration de transition sol-gel est plus basse et elles développent des interactions plus cohésives qu'à 20 °C. Par l'approche in-situ, les résultats montrent qu’il est possible d’éliminer partiellement les dépôts formés durant les filtrations tangentielles et frontales, en relâchant la pression appliquée. L’élimination du dépôt semble se faire par gonflement du gel de micelles de caséine par diffusion du solvant à la fois du côté de la veine liquide (côté rétentat) et au voisinage de la membrane (côté perméat).Ceci permet d'envisager des perspectives en termes de rinçage et nettoyage des membranes.

Mots clés : Filtration, micelles de caséine, gel, relaxation, conditions opératoires, SAXS