Distillation Membranaire

La distillation membranaire

La distillation membranaire est un procédé thermique dans lequel la vapeur d'eau est transportée à travers une membrane poreuse hydrophobe. La phase liquide à traiter doit être maintenue en contact avec une face de la membrane sans en pénétrer les pores à moins que la pression transmembranaire soit supérieure à la pression d'entrée. L'hydrophobicité de la membrane empêche le liquide d'entrée dans les pores grâce à la tension de surface. Ainsi, des interfaces liquides/vapeurs sont créées à proximité des pores. 

Plusieurs types de distillations membranaires existent, les différences concernent uniquement le côté du perméat et vont conditionner la force motrice de la séparation. (T. MATSUURA, 2011)

La distillation membranaire à contact direct (DCMD)

Une solution aqueuse plus froide que la solution d'alimentation est maintenu en contact direct avec la membrane côté perméat. Dans ce cas, la différence de température transmembranaire induit une différence de pression de vapeur. Par conséquent, les molécules volatiles s'évaporent à l'interface liquide/vapeur de l'alimentation  et se recondensent à l'interface liquide/vapeur du perméat plus froid.

 
Figure 1 : Schémas de principe de la DCMD

La Air Gap Membrane Distillation (AGMD)

Une lame d'air est interposée entre la membrane et la surface de condensation. De ce fait, les molécules volatiles évaporées vont traverser les pores de la membrane  et la lame d'air pour finalement se condenser sur une surface plus froide à l'intérieur du module membranaire.

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Figure 2 : Schémas de principe de l'AGMD

 

 

La Sweeping Gas Membrane Distillation

Un gaz froid inerte balaie la membrane du côté du perméat emportant avec lui les molécules vaporisés. La condensation a ensuite lieu à l'extérieur du module membranaire.


Figure 3 : Schémas de principe de la SGMD

 

La distillation membranaire sous-vide (VMD ou DMV en français)

Un vide est appliqué côté perméat à l'aide d'une pompe à vide. La pression de vide appliquée est inférieure à la pression de vapeur saturante des molécules volatiles à séparer. Dans ce cas, la condensation des molécules a lieu à l'extérieur du module membranaire.

 


Figure 4 : Schémas de principe de la DMV

Bien que le risque de mouillage est plus élevé dans cette configuration, la VMD a été retenue pour cette étude car elle permet d'obtenir un flux de perméat plus grand que les autres configurations ainsi qu'un phénomène de polarisation en température réduit.
 

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