MEMBRANES, transferts
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Traitement des gaz
Pour le traitement des vapeurs ou des gaz, on utilise des membranes denses ou des membranes microporeuses. Sur les membranes denses, le transfert s'effectue par un mécanisme de solubilisation-diffusion, analogue à celui qu'on observe en osmose inverse : les techniques correspondantes s'appellent la pervaporation ou la perméation gazeuse. Sur les membranes microporeuses, le transfert se fait par diffusion capillaire comme en ultra- ou microfiltration : la technique appliquée est la diffusion gazeuse.
Pervaporation
Le mélange de liquides à séparer, porté à une température suffisante, est recouvert d'une membrane au-dessus de laquelle on fait le vide ; une évaporation se produit à travers la membrane, seules les vapeurs solubles dans la membrane pouvant transférer, la sélectivité est donc essentiellement due à la nature chimique de la membrane et à son pouvoir de solvatation ; par ce procédé, il est possible de séparer, par exemple, des mélanges azéotropiques (préparation d'alcool absolu).
Perméation gazeuse
Sous l'action d'une différence de pression, les gaz diffusent sélectivement à travers la membrane par un mécanisme de solubilisation-diffusion. Il est ainsi possible, par exemple, d'obtenir un air enrichi en oxygène.
Diffusion gazeuse
La séparation est fondée sur la différence de vitesse de transfert des gaz. Elle est effectuée par diffusion à travers une barrière poreuse de céramique ou de métal fritté. Une différence de pression de part et d'autre de la membrane assure le passage du mélange de gaz. Pour des pores de petite taille, le transfert de chaque gaz a lieu suivant la loi de Knudsen :
La sélectivité de la séparation est donc fonction du rapport des racines carrées des masses molaires. La principale application de la diffusion [...]
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Écrit par :
- Michel RUMEAU : Professeur, Institut des sciences de l'ingénieur de Montpellier (II.S.I.M.), université Montpellier-II (UM2)
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Pour citer l’article
Michel RUMEAU, « MEMBRANES, transferts », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/membranes-transferts/