Que sont les filtres à membrane ? Découvrons leur fonction et leur utilisation.

Qu’est-ce qu’une membrane ? La membrane agit comme une barrière qui permet la séparation. Bien que l’aspect puisse ressembler à une feuille de papier, les filtres à membrane sont composés de nombreux pores microdimensionnés, par lesquels les particules plus grandes qu’une valeur nominale définie sont retenues lorsqu’un liquide ou un gaz est traversé.

Les filtres à membrane sont disponibles en différentes tailles et formes, à partir de cartouches, capsules, disques, etc. Fujifilm propose une large gamme de cartouches à membrane plissée et de capsules.

Les filtres peuvent être classés en différentes catégories, telles que le type « absolu » et le type « nominal », en fonction de leur méthode de filtration et de leur structure. Les filtres de type nominal sont bien connus en tant que filtres de profondeur, au travers desquels les microfibres sont enchevêtrées de manière aléatoire. Lorsque le liquide est filtré à travers le support, les particules sont retenues par adhérence à la fibre. D’un autre côté, le type absolu possède généralement de nombreux pores microdimensionnés à l’intérieur d’un film ou d’une membrane en résine synthétique, ce qui permet de piéger des particules plus grandes qu’une taille définie. Dans le cas des filtres en profondeur, les conditions de procédé telles que la pression de fonctionnement ou la concentration de contaminant ont un effet significatif sur la rétention du filtre. Par conséquent, les filtres en profondeur sont principalement utilisés comme préfiltration, tandis que les filtres à membrane sont utilisés comme filtration absolue, où des particules plus grandes que la valeur nominale définie doivent être retenues. Dans certains cas, plusieurs étapes de filtration sont installées, par exemple dans le cas de l'eau minérale. Les filtres de type absolu sont utilisés juste avant l'emballage pour garantir la sécurité, en s'assurant que les organismes nuisibles ou les contaminants sont éliminés de l'eau embouteillée. Toutefois, les filtres nominaux sont généralement placés avant l'emballage pour éliminer d'abord les plus grosses particules et réduire l'obstruction des filtres finaux. Il est recommandé d’utiliser le filtre approprié qui suit le type de filtration requis dans le processus.

La filtration membranaire est installée à de nombreuses fins, telles que la réduction des coûts d’exploitation ou l’amélioration de la qualité du produit. Les systèmes de filtration membranaire sont souvent très simples, ce qui les rend moins chers que d’autres systèmes alternatifs. Les filtres à membrane ne laissent pas de résidus tels que le gâteau de filtration, ce qui réduit les coûts d’élimination, et ce, pas seulement pendant l’installation. En outre, l’installation d’un système de filtration de haute qualité entraîne une amélioration de la qualité des produits, permettant ainsi la distribution de produits sûrs et stables aux clients.

• Alimentation et boissons (bière, vin, eau en bouteille, produits laitiers, etc.)
• Biotechnologie (acides aminés, enzymes, etc.)
• Pharmacie (eau de traitement, eau pure)
• Électronique, semi-conducteurs (eau industrielle, eau pure)

La microfiltration (MF) est définie comme un processus de séparation par membrane qui élimine les particules de tailles variant de 0,01 à 10 μm. Le microfiltre est un autre terme utilisé pour décrire les filtres utilisés pour la microfiltration.

Outre la microfiltration, il existe différents types de filtres à membrane utilisés dans les processus de séparation. Ils sont classés en fonction de leur capacité à filtrer la cible. L’ultrafiltration (UF) a une taille de pores de 0,01 μm, ciblée pour éliminer les virus ainsi que les micro-organismes. La nanofiltration (NF) élimine non seulement les virus, mais également les ions divalents, avec une taille de pores membranaires de 0,001 μm. Les filtres à osmose inverse (OI) sont principalement utilisés pour le dessalement et la purification de l’eau avec une taille de pores allant jusqu’à 0,0001 μm, l'eau étant la seule matière pouvant traverser la membrane.

La filtration membranaire est l’une des méthodes de stérilisation utilisées lorsque la stérilisation à la chaleur ne peut pas être effectuée. Comme la taille des bactéries varie de 0,3 μm à 0,5 μm, la taille des pores d’un filtre à membrane stérile est généralement de 0,2 μm, car celle-ci convient pour éliminer les micro-organismes contaminants. Des matériaux membranaires tels que le polysulfone (PS/PSF), le polyéthersulfone (PES), le fluorure de polyvinylidène (PVDF), le polytétrafluoroéthylène (PTFE) et le nylon sont couramment utilisés. Les propriétés de la membrane varient en fonction de ses caractéristiques matérielles et de la distribution de ses pores. Par conséquent, il est important de sélectionner le type de membrane qui convient à ses conditions d’utilisation.

Les membranes en polysulfone (PSF) et en polyéthersulfone (PES) partagent des caractéristiques similaires, où elles résistent aux solutions acides et alcalines avec peu d’extractibles. Elles sont également reconnues pour leur stabilité thermique et leur faible liaison aux protéines. Elles sont couramment utilisées dans divers domaines industriels, de la restauration aux semi-conducteurs en passant par les produits pharmaceutiques.

Les membranes en polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont compatibles avec une large gamme de produits chimiques à haute résistance thermique. Grâce à leur résistance aux solutions chimiques, les membranes PTFE hydrophiles sont appliquées aux fluides filtrants tels que les solvants organiques et les solvants agressifs, tandis que les membranes PTFE hydrophobes sont principalement utilisées pour filtrer les gaz. 

Les membranes en nylon résistent à une large gamme de solvants organiques et présentent des caractéristiques d’hydrophilie, de flexibilité et de faible taux d’élution. 

Les membranes en polyfluorure de vinylidène (PVDF) offrent durabilité et résistance pour des solutions chimiques étendues avec peu d’extractibles. Grâce à leur faible liaison aux protéines et à leurs propriétés hydrophiles, les filtres PVDF sont couramment utilisés comme filtres finaux pour la réduction de la biocharge dans les applications pharmaceutiques. 

Les membranes en polypropylène (PP) sont connues pour leur compatibilité avec les solutions alcalines et leur résistance thermique. Les filtres PP sont couramment utilisés pour la clarification générale ou la préfiltration, afin de capturer les particules pour réduire la charge de filtration finale subséquente. 

Fujifilm possède une longue expérience dans la fabrication de membranes en polysulfone, offrant une large gamme de filtres à cartouche adaptés à chaque application.

Les filtres Fujifilm sont disponibles en différentes tailles et différents embouts qui s’adaptent au boîtier correspondant. Fujifilm a son propre code de bouchons d’extrémité, expliqué dans le tableau ci-dessous. 

• *1 Taille du joint torique : SAE AS568 (norme américaine)  
• *2 DOE : double extrémité ouverte Filtre avec joints plats aux deux extrémités ouvertes.
• *3 SOE : extrémité ouverte unique

Pour plus d’informations sur ses caractéristiques et ses spécifications, consultez le catalogue de produits.

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