BTS BIOANALYSES ET CONTROLES Sciences et technologies bioindustrielles AFBB Page 1/2 2. Filières, produits, procédés Procédés de sédimentation 1. Décantation La décantation est une opération unitaire de séparation d'une suspension grâce à la vitesse de sédimentation des particules en suspension. Une suspension se compose d’un liquide de dispersion (de masse volumique F et viscosité n) et de particules solides en suspension (de masse volumique P et de volume V). Ces particules sont soumises à une force résultante FR, résultant : du poids : P = m.g = V.P.g de la force d’Archimède : FA = V.F.g FR = P - FA = V.P.g - V.F.g = V.g (P - F) De par cette force, les particules se mettent en mouvement (elles subissent une accélération). Lorsque la vitesse se stabilise, on obtient la vitesse de sédimentation VS. Pour mesurer cette vitesse de sédimentation en régime laminaire, on utilise la loi de Stockes : Les décanteurs statiques fonctionnent généralement en continu. A une des extrémités, arrive la suspension et à l’autre, c’est la phase claire qui s’écoule. Durant son passage dans le décanteur, la suspension a eu le temps de décharger ses particules. L’alimentation se fait par le bas, les particules sédimentent et peuvent être récupérées au fond du cône, tandis que la suspension traitée est évacuée par le haut, par débordement. La vitesse de sédimentation est généralement faible. Le degré de séparation dépend de la longueur, de la Décanteur vertical viscosité du fluide, de la taille (volume) et des masses volumiques. En décantation dynamique, on peut agir sur la trajectoire pour séparer en continu des particules de taille et de masse volumique différentes. Bassin avec écoulement du surnageant BTS BIOANALYSES ET CONTROLES Sciences et technologies bioindustrielles 2. Filières, produits, procédés AFBB Page 2/2 2. Centrifugation La décantation peut être améliorée par la centrifugation, c’est le cas des décanteurs centrifuges, à bol conique et munis d’une vis convoyeuse des particules solides. La centrifugation est une décantation accélérée par la force centrifuge. Une particule animée d’un mouvement rotatif autour d’un axe, subit une force qui l’éloigne de l’axe. Si on définit z (ou « nombre de g »), on peut comparer la force centrifuge au poids qui intervient pour la décantation. La centrifugation multiplie l’effet de la décantation naturelle par un nombre z. z est souvent de l’ordre de quelques milliers ou dizaines de milliers. z est une caractéristique du matériel puisque ce nombre ne dépend que du rayon de la centrifugeuse et de sa vitesse. Comme pour les décanteurs, on détermine un débit limite d’alimentation qui permettra la séparation. Le débit limite dépend : de la différence de masses volumiques entre les 2 phases à séparer, de la taille moyenne des particules (D²), de l’inverse de la viscosité du produit, du coefficient z de la centrifugeuse, de l’agencement des surfaces de séparation. La loi de Stockes prend l’expression suivante : En 1878, la compagnie suédoise De Laval a mis au point une écrémeuse à débit continu composée d’un « bol » tournant à haute vitesse. La force centrifuge permet de déplacer la crème, plus légère, vers le centre du contenant et le lait écrémé vers l’extérieur.