Brevet FR2652008A1 — publié le 19910322

L'invention concerne un procédé et un dispositif de filtration et de traitement de fluides, le dispositif étant du type comprenant une pluralité de disques lenticulaires empilés autour d'une colonne d'évacuation du filtrat, la circulation du fluide se faisant à l'intérieur d'un corps de filtre de l'extérieur de la colonne d'évacuation vers l'intérieur de celle-ci, l'ensemble constituant une cartouche de filtration comportant par exemple HO à 20 disques lenticulaires superposés. On connaît des cartouches de filtration du type décrit ci-dessus dans lesquelles les disques lenticulaires sont constitués par des plaques poreuses en cellulose, identiques, assurant éventuellement un effet électrocinétique. Ces cartouches de filtration connues permettent d'assurer une gran- de surface de filtration sous un faible volume, d'éviter toute fuite de liquide comme c'est le cas avec un filtre-presse et de filtrer jusqu'à la dernière goutte de liquide du fait de la possibilité de pousser, en fin d'opération, le produit avec un gas. Ces appareils connus sont utilisés pour la filtration de liquides alimentaires, de produits pharmaceutiques, d'eaux de fabrication ou de rejet, etc, pour arrêter des particules (filtration clarifiante), des colloîdes ou des bactéries (filtration stérilisante, souvent avec effet électrocinétique). Ces cartouches connues ont un seuil de filtration spécifique pour chaque utilisation. Elles présentent en outre l'inconvénient majeur de ne pas assurer de fonction de modification de la nature chimique des phases, qui doit faire l'objet d'un traitement distinct, ce qui rend l'ensemble de l'opération coûteux en temps, en installation et en encombrement. La présente invention vise à permettre d'assurer au cours d'un seul passage à la fois la filtration et la modification de la nature chimique des phases d'un fluide. L'invention doit en outre permettre la fabrication sur mesure de dispositifs de filtration et de traitement de fluides, en utilisant éventuellement des éléments disponibles et utilisés pour la fabrication des cartouches de filtration existantes. A cet effet, l'invention a pour objet.un procédé de filtration et de traitement de fluides dans lequel on fait passer le fluide depuis l'extérieur vers l'intérieur à travers une pluralité de disques lenticulaires empilés autour d'une colonne d'évacuation du filtrat, caractérisé en ce que les disques lenticulaires comprennent chacun une superposition de plaques poreuses dont au moins une est en un matériau greffé tel que polymère de synthèse greffé ou cellulose greffée. Le matériau greffé peut par exemple assurer une fonction d'échange d'ions. De préférence, les plaques supérieure et inférieure de la superposition de plaques de chaque disque lenticulaire sont en matériau non greffé ou en matière synthétique poreuse de manière à assurer une filtration primaire qui évite, pour les plaques suivantes, d'être à la fois des filtres et, par exemple, des échangeurs d'ions. On augmente ainsi la durée de vie des éléments. En outre, ces plaques supérieure et inférieure peuvent, selon leur nature, servir à renforcer mécaniquement le disque lenticulaire. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précédent. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue schématique en coupe diamétrale d'une cartouche de filtration connue; la figure 2 est une vue à grande échelle d'une partie de la cartouche de la figure 1 dans laquelle un plateau lenticulaire est consti tué selon un exemple de réalisation de l'invention et la figure 3 est une vue en coupe à grande échelle d'une su perposition de plaques de la cartouche de la figure 2. Uné cartouche de filtration connue, telle que représentée à la figure 1, est constituée d'une pluralité de disques lenticulaires 1 empilés autour d'une colonne d'évacuation du filtrat 2. Chaque disque lenticulaire 1 comprend une structure de drainage et de renfort 3 recouvert-e-de part et d'autre par une couche de filtration 4. L'ensemble est serré par une bordure extérieure 5 et monté sur la colonne 2 par l'intermédiaire d'un joint circulaire 6 séparant un disque 1 du disque 1 adjacent. Le fluide à filtrer est envoyé à la périphérie des disques I, qui sont logés dans un corps de filtre (non représenté), traverse les couches de filtrations 4 et pénètre finalement dans la colonne d'évacuation 2 d'où le fluide filtré est évacué vers le bas. Dans les dispositifs de filtration connus de ce type, les couches de filtration 4 sont toutes identiques et constituées de plaques poreuses en cellulose, avec éventuellement un effet électrocinétique. Selon l'invention, au contraire, la couche de filtration 4 est constituée par une superposition 4' (figure 2) de couches différentes. Dans l'exemple représente, la couche 4' a les mêmes dimen sions qu'une couche 4 en cellulose, de sorte qu'elle peut être ins tallée en lieu et place de la couche 4, en utilisant, dans le même corps de filtre, les mêmes éléments tels que structure de drainage et de renfort 3, bordure 5, colonne 2 et joint 6. Bien entendu, l'invention peut être appliquée sur une structure fabriquée spécialement. Dans la réalisation de la figure 3, la couche 4' est constituée, de l'entrée du fluide A vers la sortie B, d'une plaque en polymère ou en cellulose 7 pour la filtration ou la préfiltration et le renforcement mécanique des disques 1, ainsi que de plaques 8, 9, 10 en polymère ou en cellulose greffé servant respectivement à la séparation des anions forts ou faibles, des cations forts ou faibles, etc. Les disques lenticulaires 1 peuvent comporter des couches 4' diffé rentes afin d'assurer une fonction propre, ce qui permet de construire sur mesure un appareil de filtration et de traitement répon dant à un problème précis, éventuellement après réalisation d'une cellule d'essai. Les matériaux greffés utilisés, et en particulier la cellulose pour les traitements des fluides sont régénérables, comme le sont les résines échangeuses d'ions. Le dispositif conforme à l'invention peut être automatisé du fait que les plaques échangeuses d'ions sont régénérables, en fonction de leur nature, soit avec des bases, soit avec des acides. Il permet de réaliser, dans un espace réduit et avec un seul matériel, des fonctions qui nécessitent généralement des matériels distincts. Revendications 1. Procédé de filtration et de traitement de fluides dans lequel on fait passer le fluide depuis l'extérieur vers l'intérieur à tra vers une pluralité de disques lenticulaires empilés autour d'une colonne d'évacuation du filtrat, caractérisé en ce que les disques lenticulaires (1) comprennent chacun une superposition (4w) de plaques poreuses (7,8,9,10) dont au moins une est en un matériau greffé assurant par exemple un effet d'échange d'ions 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau greffé est un polymère synthé tique ou une cellulose. 3. Procédé selon lune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les plaques supérieure et inférieure (7,7') de la superposition de plaques (4') sont en matériau non greffé tel qu'une matière synthétique poreuse de manière à assurer une filtration primaire et/ou une fonction de renforcement et de protection. 4. Dispositif de filtration et de traitement de fluides du type comprenant une pluralité de disques lenticulaires (1) empilés autour d'une colonne d'évacuation du filtrat (2), la circulation du fluide se faisant à l'intérieur d'un corps de filtre de l'extérieur de la colonne d'évacuation (2) vers l'intérieur de celle-ci, caractérisé en ce que les disques lenticulaires (1) comprennent chacun une superposition (4') de plaques poreuses (7,8,9,10) dont au moins une est en un matériau greffé assurant par exemple un effet d'échange d'ions. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les plaques supérieure et inférieure (7,7') de la superposition de plaques (4') sont en matériau non greffé tel qu'une matière synthétique poreuse de manière à assurer une filtration primaire et/ou une fonction de renforcement et de pro tection. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la superposition de plaques poreuses (7,8,9, 10) a une épaisseur au plus égale à l'épaisseur d'une plaque de filtration standard, et est montée sur les éléments (2,3,5,6) de la cartouche de filtration standard correspondante.