Interactions entre un solide et un fluide en mouvement
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le gâteau (ou tourteau) qui constitue lui-même un nouveau milieu de filtration. Pour
que la filtration se déroule à une vitesse correcte, il est nécessaire de l’activer en effectuant une surpression au niveau du gâteau ou d’une dépression au niveau du filtrat.
La filtration dépend d’autres lois puisqu’elle est réalisée en faisant passer une
suspension solide-fluide à travers un support (filtration sur support, cake filtration),
jouant le rôle de tamis. Celui-ci va retenir les particules dont la grosseur est supérieure
à celle des orifices du support filtrant qui laissera passer le fluide (et aussi les
particules dont la grosseur est inférieure à celle des pores). La membrane poreuse est
parfois remplacée par un lit de particules (filtration en masse, deep filtration) qui va
retenir le solide et laisser passer le liquide.
1.6. Centrifugation
La centrifugation (centrifugation) est une opération qui consiste à utiliser la
force centrifuge pour accélérer la séparation de particules solides dans un liquide ou
de deux liquides non miscibles. Cette opération peut se réaliser sans support filtrant
(décantation centrifuge) (cf. figure 1.2 C) ou avec support filtrant (filtration centrifuge). Elle permet d’augmenter la vitesse de séparation par rapport à la décantation ou la
filtration gravimétrique. Cette opération est utilisée de préférence aux techniques gravitaires lorsque certaines particules solides ne sédimentent pas facilement dans un
liquide parce que leur masse, n’est pas assez importante. La décantation centrifuge
(solide-liquide ou liquide-liquide) est basée sur des différences de masses volumiques
des constituants soumis au champ centrifuge. Les particules les plus lourdes s’accumulent sur la paroi du bol alors que les plus légères restent au centre de la centrifugeuse. Dans la filtration centrifuge, la séparation est obtenue par passage de la phase
liquide à travers un medium de filtration qui permet de retenir le solide. La centrifugation répond aux même lois que la décantation, à la différence près que l’accélération
de la gravité (g = 9,81 m.s-2) est remplacée par l’accélération centrifuge (y = co2 r).
L’importance de l’accélération centrifuge dépend donc de la vitesse de rotation de la
centrifugeuse, eu, et du rayon du bol, r. La centrifugation est plus compliquée et
demande d’utiliser un appareillage plus sophistiqué par rapport aux procédés gravitationnels, mais est plus rapide.
1.7. Fluidisation
La fluidisation (fiuidization) est l’opération fondamentale qui consiste à la fois à
disperser et à maintenir en suspension les fines particules solides dans un fluide en
mouvement (cf. figure 1.3 A). Cette opération est réalisée en faisant passer le gaz (ou
un liquide), de bas en haut, à travers un lit de particules supportées par une grille.
Lorsque le débit du fluide est augmenté, la perte de charge augmente. Cela se traduit
par une poussée exercée sur l’ensemble des particules constituant le lit. Lorsque la
poussée devient suffisante, elle équilibre la pesanteur des particules. Si le débit est
encore augmenté, les particules se soulèvent et peuvent même être entraînées si la
vitesse est trop importante. Ce système diphasique solide-fluide possède alors les propriétés d'un fluide, d’où le nom de lit fluidisé. La fluidisation peut être considérée
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le gâteau (ou tourteau) qui constitue lui-même un nouveau milieu de filtration. Pour
que la filtration se déroule à une vitesse correcte, il est nécessaire de l’activer en effectuant une surpression au niveau du gâteau ou d’une dépression au niveau du filtrat.
La filtration dépend d’autres lois puisqu’elle est réalisée en faisant passer une
suspension solide-fluide à travers un support (filtration sur support, cake filtration),
jouant le rôle de tamis. Celui-ci va retenir les particules dont la grosseur est supérieure
à celle des orifices du support filtrant qui laissera passer le fluide (et aussi les
particules dont la grosseur est inférieure à celle des pores). La membrane poreuse est
parfois remplacée par un lit de particules (filtration en masse, deep filtration) qui va
retenir le solide et laisser passer le liquide.
1.6. Centrifugation
La centrifugation (centrifugation) est une opération qui consiste à utiliser la
force centrifuge pour accélérer la séparation de particules solides dans un liquide ou
de deux liquides non miscibles. Cette opération peut se réaliser sans support filtrant
(décantation centrifuge) (cf. figure 1.2 C) ou avec support filtrant (filtration centrifuge). Elle permet d’augmenter la vitesse de séparation par rapport à la décantation ou la
filtration gravimétrique. Cette opération est utilisée de préférence aux techniques gravitaires lorsque certaines particules solides ne sédimentent pas facilement dans un
liquide parce que leur masse, n’est pas assez importante. La décantation centrifuge
(solide-liquide ou liquide-liquide) est basée sur des différences de masses volumiques
des constituants soumis au champ centrifuge. Les particules les plus lourdes s’accumulent sur la paroi du bol alors que les plus légères restent au centre de la centrifugeuse. Dans la filtration centrifuge, la séparation est obtenue par passage de la phase
liquide à travers un medium de filtration qui permet de retenir le solide. La centrifugation répond aux même lois que la décantation, à la différence près que l’accélération
de la gravité (g = 9,81 m.s-2) est remplacée par l’accélération centrifuge (y = co2 r).
L’importance de l’accélération centrifuge dépend donc de la vitesse de rotation de la
centrifugeuse, eu, et du rayon du bol, r. La centrifugation est plus compliquée et
demande d’utiliser un appareillage plus sophistiqué par rapport aux procédés gravitationnels, mais est plus rapide.
1.7. Fluidisation
La fluidisation (fiuidization) est l’opération fondamentale qui consiste à la fois à
disperser et à maintenir en suspension les fines particules solides dans un fluide en
mouvement (cf. figure 1.3 A). Cette opération est réalisée en faisant passer le gaz (ou
un liquide), de bas en haut, à travers un lit de particules supportées par une grille.
Lorsque le débit du fluide est augmenté, la perte de charge augmente. Cela se traduit
par une poussée exercée sur l’ensemble des particules constituant le lit. Lorsque la
poussée devient suffisante, elle équilibre la pesanteur des particules. Si le débit est
encore augmenté, les particules se soulèvent et peuvent même être entraînées si la
vitesse est trop importante. Ce système diphasique solide-fluide possède alors les propriétés d'un fluide, d’où le nom de lit fluidisé. La fluidisation peut être considérée