Stage M2/ingénieur : Dimensionnement des installations de filtration : Cas de la microfiltration de lait

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte. Être capable de concevoir des procédés à membrane en considérant leur multi-performance est un enjeu clé pour répondre à la compétitivité du secteur agro-alimentaire. Dans ce contexte, le projet DIMEMPRO (Carnot Qualiment) se propose de développer une méthodologie raisonnée de dimensionnement des opérations à membranes (autrement appelées opérations de filtration) et d’intégrer les méthodes de dimensionnement retenues dans des outils d’optimisation permettant de concevoir les procédés en considérant des objectifs de performances techniques, économiques et environnementales. L’utilisation des procédés à membranes, procédés continus, flexibles et robustes est en expansion dans le secteur agro-alimentaire, aussi bien pour l’obtention de produits fonctionnels que pour la récupération d’eau lors du traitement des effluents. Pourtant, le dimensionnement et la conception de ces procédés multi-étagés dès lors qu’on aborde l’échelle industrielle, est aujourd’hui du ressort des équipementiers et restent relativement empiriques, utilisant des configurations ou des agencements-types prédéfinis reposant sur des hypothèses souvent simplistes.

Le stage que nous proposons vise à acquérir des données de performances des opérations de filtration pour développer et valider une approche de dimensionnement raisonné des installations multi-étagées industrielles. L’exemple qui sera choisi est l’opération de microfiltration tangentielle du lait en particulier pour la préparation de laits infantiles.

Les objectifs de ce stage sont de :

- développer une méthodologie raisonnée de dimensionnement des opérations à membranes (surface membranaire, agencement, nombre d’étages, etc) ;

- acquérir des données de performances de la microfiltration de lait pour valider et affiner la méthode de dimensionnement retenue ;

• définir des recommandations / guide des bonnes pratiques / règles pour le dimensionnement des procédés à membrane.

Ce stage consistera donc à :

- s’approprier et synthétiser la littérature sur le dimensionnement des opérations de filtration ;

- réaliser des expériences de filtration tangentielle de lait sur membranes céramiques dans des domaines larges de conditions opératoires (vitesse, écoulement tangentiel, pressions, facteur de concentration, …);

- caractériser les fractions, en particulier en termes de teneurs en protéines. Les protéines seront dosées par chromatographie HPLC et méthode Kjeldahl.

- décrire les performances de l’opération (perméabilité, sélectivité) de manière approfondie en fonction de plusieurs paramètres opératoires. 

Formations et compétences recherchées

L’étudiant/e devra posséder des connaissances en génie des procédés et en sciences des aliments, et avoir un goût prononcé pour l’expérimentation.

Ce stage nécessite un bon esprit d’organisation pour la préparation des expérimentations, le traitement et la mise en forme des données et un bon esprit d’analyse critique pour l’interprétation des résultats.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez en tant que stagiaire :

-  2.5 jours de congés par mois
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation