Terre de diatomée, perlite, poudre de cellulose, farine de bois… pour choisir l’adjuvant de filtration adapté il est important de bien connaître leurs différentes caractéristiques, leurs avantages et leurs inconvénients. En effet, la terre de filtration choisie peut avoir un impact sérieux sur la qualité de la filtration, sur la performance des machines, sur les coûts de maintenance et sur l’usure des composants de filtration.
Tour d’horizon de 4 terres de filtration communes dans l’industrie.
Que ce soit dans les process de l’agroalimentaire, de la mécanique de précision, de la cosmétique, ou du secteur pharmaceutique, les systèmes de filtrations des liquides (boissons, huiles, lubrifiants, solvants…) jouent un rôle critique dans la qualité des produits finis.
Les poudres de filtration utilisées en précouche
En effet, lors d’une filtration sans adjuvant, les particules solides présentent dans le fluide à filtrer bloquent rapidement la surface du filtre. Nécessitant alors un nettoyage qui peut contraindre à l’intervention d’opérateurs engendrant des interruptions de production.
L’utilisation d’agent de « précouche » est alors commune pour contourner ce problème. L’adjuvant est alors dilué dans le filtrat (liquide à filtrer) puis déposé sur le filtre. La précouche se forme alors et retient les solides tout en conservant le débit au travers du média filtrant.
En parallèle, si les impuretés sont solides, visqueuses, ou collantes… on ajoute cet adjuvant de filtration durant le cycle de filtration pour créer un « gâteau » de filtration restant poreux autour du filtre, c’est ce que l’on appelle l’alluvionnage.
4 terres de filtration utilisées dans l’industrie : la terre de diatomée, la perlite, la cellulose, la farine de bois
La terre
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La terre de diatomée est une poudre minérale issue du broyage de la diatomite, une roche composée de silice résultant de la sédimentation et de la fossilisation des diatomées, des microalgues unicellulaires vivant dans les lacs et les océans. Ces microalgues sont pourvues d’une carapace très caractéristique en silice de 5 à 40 microns, tubulaire et micro perforée. L’accumulation de ces carapaces, dans certains lacs ou fonds marins, forme d’importants dépôts qui donnent après fossilisation, une roche légère et très poreuse : la diatomite. La diatomite est donc extraite de carrières et après concassage, le minerai est séché, broyé puis épuré pour atteindre sa forme de poudre. Cette poudre subit ensuite une calcination pour éliminer les matières organiques, modifier la porosité et de modifier la granularité. Une fois refroidie, le poudre est broyée et tamisée afin de réaliser les coupes granulométriques adaptées à chaque utilisation. |
La perlite
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La perlite est cette fois une roche volcanique composée majoritairement de silice. Après extraction, elle est expansée thermiquement pour obtenir une structure alvéolaire très fine puis concassée et tamisée pour obtenir comme pour la poudre de diatomée des coupes granulométriques précises.Sa structure ressemble à des coquilles d’oeufs cassées. |
La cellulose
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La cellulose n’est, elle, pas d’origine minérale à l’inverse de la poudre de diatomée ou de perlite. Il s’agit d’une poudre organique obtenue par broyage du bois, lavage, séchage puis coupe granulométrique. La cellulose est donc un produit renouvelable et présent en quantité puisqu’elle représente 50% de la biomasse. Contrairement à la poudre de perlite ou de diatomée, au niveau microscopique, la cellulose n’est pas formée de minuscules grains mais de longues fibres. On parle donc de fibre de cellulose plus que de poudre. |
La farine de bois |
A l’instar de la cellulose, la farine de bois est une poudre organique issue du broyage du bois. Plus grossière et moins pure que la cellulose, la farine de bois est une solution de filtration plus économique mais moins performante. |
Avantages et inconvénients des différents adjuvants de filtration
La terre de diatomée :
La terre de diatomée, grâce à sa porosité microscopique, possède une très bonne qualité de filtration. C’est même son atout majeur. La perméabilité (caractéristique des matériaux poreux) de la terre de diatomée peut atteindre 0,035 darcy pour les meilleures lorsqu’il s’agit de terre naturelle et les particules font en moyenne entre 12 um à 20 um pour les coupes granulométriques les plus sélectives.
C’est une poudre particulièrement adaptée à la filtration des huiles de coupes pour le décolletage, le fraisage et l’usinage en mécanique de précision pour retenir les microparticules de métal usinés ou les autres additifs utilisés dans les étapes de fabrication amonts.
Son second avantage est qu’elle protège particulièrement bien les filtres grâce à son inertie chimique et un niveau d’abrasion assez faible en comparaison des autres poudres.
Toutefois, ne pouvant pas être incinérées, les boues de filtration doivent être recyclées dans des filières spéciales. Elles sont notamment ré-utilisées comme engrais dans l’agriculture ou comme complément d’alimentation animale une fois débarrassées de toutes leurs impuretés.
Enfin, s’agissant de poudre de silice, il est important de faire le choix d’une poudre de diatomée pré-imprégnée (processus spéciale maîtrisé par Afer Industrie pour rendre la terre de diatomée non pulvérulente) afin de réduire les poussières et éviter aux opérateurs d’inhaler les poussières qui peuvent être nocives sur le long terme.
La perlite :
La perlite est une poudre de filtration performante. Si sa qualité de filtration est légèrement inférieure à celle de la terre de la diatomée, son coût est lui aussi inférieur.
Sa faible densité permet de mettre en œuvre des quantités moins importantes d’adjuvant pour une filtration équivalente ce qui permet de faire des économies et de réduire les manipulations.
Elle est donc particulièrement adaptée dans le cas de gros volumes mais pour une taille de particules à filtrer plus importante. C’est notamment le cas dans l’industrie du vin ou de la bière qui utilisent souvent la perlite pour filtrer les levures et les impuretés.
Aussi, la perlite a une structure beaucoup plus friable que la diatomée, elle est plus fragile à manipuler et supporte mal la mise sous pression. Le gâteau formé par la perlite si mis en pression va avoir tendance à s’écraser et colmater le filtre rapidement. Il est donc impératif de l’utiliser dans les systèmes de filtrage par dépression avec des filtres à tambour rotatif ayant un système d’aspiration. Ainsi le liquide à filtrer est aspiré et non “poussé” à travers le filtre. Ce tambour baigne dans le liquide à filtrer et une racle enlève le gâteau régulièrement Ces systèmes à dépressions et non pression comme pour les autres adjuvants impliquent un procédé plus compliqué en terme de maintenance industrielle. Ce sont des systèmes utilisés lorsqu’il y a de très gros volumes à filtrer avec des tailles de particules standard, comme pour les boissons. Enfin, elle est plus abrasive que la terre de diatomée, ce qui fait qu’elle peut plus rapidement détériorer les filtres.
La cellulose :
Les longues fibres fines enchevêtrées de la cellulose permettent d’obtenir une bonne qualité de filtration, proche de celle des terres de diatomée.
Leur coût brut est inférieur mais elles ont toutefois tendance à plus facilement encrasser les filtres de par leurs longues fibres ce qui peut impliquer plus de maintenance et de nettoyage.
La farine de bois
La farine bois est une poudre certes moins raffinée, moins pure et plus grossière que les fibres de cellulose mais qui a l’avantage d’être peu coûteuse. C’est donc une alternative à étudier le cas échéant mais qui a certaines limites évidemment comme sa capacité à filtrer les micro-impuretés ou son impact sur le goût qui la rend souvent inadaptée au secteur de l’agroalimentaire.
Récapitulatif
| Type | Avantages | Inconvénients | Applications |
| Terre de diatomée |
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| Perlite |
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| Fibre de cellulose |
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| Farine de bois |
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Pour conclure, les différentes terres de filtration ont chacune leur particularités et le choix peut parfois nécessiter l’appui d’un expert et une étude personnalisée. Si tel est le cas pour vous, nos spécialistes de la filtration peuvent vous aider dans cette étude, vous procurer les bons conseils, vous proposer des conditionnements plus flexibles et adaptés à votre utilisation ou réaliser des essais préalables.
