Brevet FR2642984A3 — publié le 19900817

FR 2642984 A3 19900817 FR 8817254 A 19881214 PRODUIT DE FILTRATION A MEMBRANE CRAMIQUE POREUSE La présente invention concerne un produit de filtration, utilisé typiquement en microfiltration ou en ultrafiltration. Le brevet FR 2 550 953 décrit des membranes minérales de filtration, par exemple de forme tubulaire, comprenant une membrane céramique poreuse à base d'alumine et un support poreux perméable en matériau céramique. La mise en oeuvre de telles membranes nécessite l'utilisation de joints d'étanchéité, par exemple entre le tube filtrant et le corps de l'équipement. La demanderesse a cherché à mettre au point des produits filtrants à membrane permettant des raccordements étanches sans utilisation de joints. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention a pour objet un produit de filtration comportant, comme il est connu, une membrane céramique poreuse à base d'un ou plusieurs oxyde(s) métallique(s) et un support perméable dont elle est solidaire. Selon l'invention, ce support est en métal encore solide à plus de 40ûOC. Le ou les oxydes métalliques de la membrane comprennent essentiellement, c'est-à-dire pour plus de 50% en masse, soit de la zircone (ZrO2), soit de l'oxyde de titane (TiO2), soit de l'alumine (A1203). L'épaisseur de la membrane est typiquement comprise entre 0,5 et 50 pm et de préférence entre 1 et 15 pm. Le diamètre de ses pores est généralement compris entre 4 x 10-3 tum et 5 un. Le support métallique du produit de filtration de l'invention est dans une première configuration un tube poreux perméable comportant 25 à 50% en volume de porosités interconnectées et ayant un point de bulle de 5 à 15 kPa. Selon une deuxième configuration, ce support est un tube en métal compact ou "tube dense" perforé comportant 15 à 30% en volume de porosités et ayant un point de bulle de 10 à 30 kpa. Dans le cas de la première configuration, ledit tube poreux est formé de fibres et/ou de poudres métalliques frittées, de préférence dans l'un des types de métaux ou d'alliages suivants: Inconel, bronze, acier inoxydable, zirconium ou alliage, titane ou alliage. Dans les divers cas, ltépaisseur du support métallique est typiquement comprise entre 0,3 et 4 mm et encore plus typiquement entre 0,5 et 2 mir. Selon une réalisation particulièrement intéressante, le support est alors un tube poreux fritté en acier inoxydable dont la membrane est constituée essentiellement de zircone (ZrO2). Le procédé de fabrication du produit filtrant de l'invention comprend la réalisation d'au moins un dépôt sur le support à partir d'une suspen sicr. d'oxyde(s) métallique(s) typiquement du type barbotine, puis un traitement trermique. Selon une variante, le support métallique poreux lui-même peut être utilisé sans membrane pour des applications de micro-filtration tangentitle. EXEMPLE On a fait des esais sur des plaques planes, puis des essais sur des tubes. Or. a réalisé en particulier des tubes de support tubulaire / 17 x épaisseur 2 x lcnguejr aoo mn en acier inoxydable perméable poreux de point de bulle 120 mbar (12 kPa) et de diamètre de pores moyen 7 pm, et comportant une membrane en zircone ZrO2 de diamètre moyen de pore 0,12 pm et de perméabilité 0,15 p2 Ces tubes sont adaptés à la microfiltration, et leur membrane facile à nettoyer est acceptable pour les usages agro-alimentaires. Des essais de soudage sous protection d'argon ont montré que ces membranes tubulaires conservent leur propriété après jonction étanche par ce procédé. AVANTAGES La possibilité de jonction étanche-par soudage est le principal avantage du produit filtrant de l'invention. Dans le cas des membranes à base de Ti02 ou de ZrO2, le nettoyage facile de ces produits filtrants, liés à la fois à la nature de la membrane et à celle du support, est un deuxième avantage particulièrement apprécié dans la pratique. REVENDICATIONS 1. Produit de filtration comportant une membrane céramique poreuse à base d'oxyde(s) metallique(s) solidaire d'un support perméable, caractérisé en ce que ce support est en métal encore solide à plus de 4000C. 2. Produit selon la revendication 1, dans lequel les oxydes métalliques de la membrane comprennent essentiellement soit de la zircone (pro2), soit de l'oxyde de titane (Ti02), soit de l'alumine (A1203)). 3. Produit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la membrane est d'épaisseur comprise entre 0,5 et 50 rm et de préférence entre 1 et 15 fm. 4. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le diamètre de pores de la membrane est compris entre 4x10-3 et 5 lin. 5. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le support métallique est un tube poreux comportant 25 à 507. en volume de porosités interconnectées et ayant un point de bulle de 5 à 15 kPa. 6. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le support métallique est un tube en métal compact perforé comportant 15 à 30% en volume de porosités et ayant un point de bulle de 10 à 30 kPa. 7. Produit selon la revendication 5, dans lequel ledit tube poreux est formé de fibres et/ou de poudres métalLiques frittés. 8. Produit selon la revendication 7, dans lequel lesdites fibres et/ou poudres sont dans l'un des types de métaux ou d'alliages suivants: Inconel, bronze, acier inoxydable, zirconium ou alliage, titane ou alliage. 9. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le support est d'épaisseur comprise entre 0,5 et 2 mm. 10. Produit selon la revendication 9, dans lequel le support est un tube poreux fritté en acier inoxydable et dans lequel la membrane est constituée essentiellement de zircone (zoo2). 11. Utilisation d'un tube filtrant selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 10 dans un appareil de micro-filtration ou d'ultra-filtra tion, ledit tube y étant assemblé par soudage.