Contacteurs membranaires pour la maîtrise des gaz dissous dans le vin

L'utilisation de contacteurs membranaires gaz/liquide a fibres creuses pour l'ajustement des concentrations en O2 et CO2 dissous dans le vin a l'embouteillage se developpe depuis une dizaine d'annees comme substitution a l'injection de gaz par bullage. La principale limitation de ce dispositif est le mouillage progressif des pores de la fibre microporeuse en operation resultant d'interactions entre le vin et la membrane et conduisant a une diminution des flux de gaz transferes. L'objectif de cette these est de concevoir des fibres composites constituees d'un support microporeux et d'une couche dense de faible epaisseur et hautement permeable aux gaz permettant d'etablir une barriere physique au passage du vin dans les pores tout en limitant la resistance additionnelle au transfert de matiere. A l'aide d'un pilote d'enduction/sechage, des depots de couches denses en Teflon AF 2400(r) et en PMP sont fabriquees sur des fibres microporeuses en PP et PvDF. L'etude des lois decrivant le depot d'un film de liquide sur une fibre en mouvement permet de fixer des conditions operatoires conduisant a la formation de couches denses d'1 µm d'epaisseur environ. Le comportement des fibres microporeuses et composites est etudie au contact du vin rouge. Les fibres microporeuses sont rapidement mouillees par le vin en raison d'une baisse d'hydrophobicite provoquee par l'adsorption de polyphenols et polysaccarides et voient leurs permeances aux gaz diminuer significativement. A l'inverse, les fibres composites maintiennent leurs coefficients de transfert constants, illustrant l'efficacite des couches denses a proteger le support microporeux du mouillage. Les fibres sont ensuite testees en contacteur membranaire gaz/liquide. En parallele, un modele de transfert de matiere est developpe. L'ensemble des resultats montre que la phase liquide constitue la resistance principale au transfert et que le gain apporte par la couche dense sur les flux de gaz transferes est significatif en operation lorsque le coefficient de transfert de la phase liquide est suffisamment eleve.