Repenser le dispositif de filtration pour accompagner une montée en puissance des capacités de production

La société développe et sélectionne des souches de microalgues productrices de molécules à intérêts alimentaires et/ou cosmétique. Après mise en culture à l’échelle industrielle, elle récolte et extrait les molécules d’intérêt avec lesquels elle élabore des ingrédients, solides ou liquides, prêts à l’emploi pour les fabricants de compléments alimentaires ou de produits cosmétiques. Elle produit et utilise pour cela de l’eau osmosée.

Le site dispose d’une station de production d’eau osmosée alimentant une cuve de stockage et un réseau bouclé d’eau purifiée (débit de 5 m³/h), filtré à 0,2 µm sur des carters de filtration 20 pouces en série (mais un seul monté) pour des raisons de perte de charge.

Pour obtenir les ingrédients actifs naturels issus de microalgues, le client utilise des réacteurs tubulaires. Chacun d’entre eux possède deux points d’admission : il est à la fois raccordé sur le réseau d’eau purifiée par osmose et dispose d’un point d’admission en eau de mer.  L’eau de mer et l’eau purifiée sont toutes deux filtrées en 0,2 µm grade bactérien, en amont du réacteur. Cette filtration est réalisée par des cartouches munies d’une membrane en PES (16VPB) en 10 pouces installées dans carters plastiques, pour des raisons d’oxydation.

Pour augmenter sa capacité de production, le client souhaitait multiplier par 4 le nombre de ses réacteurs. Cette montée en puissance devait se dérouler en deux étapes : un premier passage de 5 réacteurs à 10 avant la fin de la première année, puis un second pour atteindre 20 réacteurs au premier trimestre de l’année suivante.

Dans le projet d’extension, le débit sur le réseau d’eau osmosée devait passer à 15 m³/h et celui d’admission en eau purifiée à 2,5 m³/h, pour une pression de 3 bar sur les réacteurs. Le client souhaitait en outre que sa nouvelle installation présente l’encombrement le plus réduit possible, et ce avec un coût d’exploitation maîtrisé.

Nous avons proposé au client de repenser ses installations de filtration industrielle pour adopter les configurations suivantes :

• Pour la filtration sur boucle, nous avons préconisé de mettre en place un carter multi cartouches 3 x 30 pouces en polypropylène (PP), avec des cartouches membranes filtrantes plissée 30 pouces, avec un seuil de filtration à 0,2 µm.
• La filtration stérilisante de l’eau purifiée en amont des réacteurs (sur piquage de boucle) est désormais réalisée par un ensemble de 2 carters de filtration 3 pièces en PP, 10 pouces monté en série devant chaque réacteur, et contenant des filtres à fibres creuses (0,2 µm). La technologie de membranes à fibres creuses a été préférée à la technologie membrane plissée pour des raisons de débits.

En effet, à encombrement donné, la cartouche fibres creuses proposée au client présente une surface filtrante jusqu’à 3 fois plus importante que celle d’une cartouche à membrane plissée. La solution retenue a donc permis d’en rester à des carters de filtration de 10 pouces, là où le recours à des membranes plissées aurait nécessité un dimensionnement en 3 à 5 carters équivalents 10 pouces. 

Nous avons aussi opté pour un carter à montage et démontage facile. Sa conception 3 pièces minimise les sollicitations mécaniques sur les connecteurs (entrée et sortie) et les tuyauteries.

Pour en savoir plus sur la filtration des endotoxines

Enfin, la filtration stérilisante de l’eau de mer en amont des réacteurs est effectuée par un ensemble de 2 carters de filtration 3 pièces en PP, monté en série devant chaque réacteur et muni de filtres 0,2 µm à membrane plissée en 10 pouces. Les nouvelles installations déployées ont donné toute satisfaction à notre client.

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