ABSTRACT The red microalga Porphyridium cruentum is exploited industrially for its exopolysaccharides (EPS) and pigments production. EPS produced by P. cruentum are partially released and dissolved into the surrounding environment, they can be recovered from the culture medium after removing the cells. This paper presents a parametric study of the ultrafiltration of EPS solutions on organic membrane. The EPS solutions were produced in conditions representative of an industrial production. They were filtered at lab-scale on a flat, PES 50 kDa MWCO membrane in a complete recirculation mode of permeate and retentate. Permeate flux-transmembrane pressure (TMP) curves were established up to the limiting flux for the filtration of solutions with various values of concentration in EPS (0.10–1.06 kg GlcEq m–3), fluid tangential velocity (0.3–1.2 m s–1) and temperature (20°C and 40°C). The reversible and irreversible parts of fouling were evaluated for each experiment and the critical flux was determined for an intermediate EPS concentration (0.16 kg GlcEq m–3). The results showed that EPS solutions had a strong fouling capacity. When filtering the lowest concentrated solution (0.10 kg GlcEq m–3) with moderate fouling conditions, the overall fouling resistance was approximately half of the membrane and the share of irreversible/reversible fouling was 88% and 12%. However, the part of reversible fouling becomes predominant when approaching the limiting flux. Permeate fluxes which were obtained allow to estimate that a VRR of approximately 10 could be obtained when concentrating EPS solutions using PES membranes in flat or tubular modules but not in spiral-wound. GRAPHICAL ABSTRACT

中文翻译：

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通过聚合物膜上的切向过滤从红色微藻 Porphyridium cruentum 中过滤胞外多糖溶液

摘要 红微藻 Porphyridium cruentum 因其胞外多糖 (EPS) 和色素生产而在工业上被开发利用。P. cruentum产生的EPS部分释放并溶解到周围环境中，去除细胞后可以从培养基中回收。本文介绍了 EPS 溶液在有机膜上超滤的参数研究。EPS 溶液是在代表工业生产的条件下生产的。它们在实验室规模的扁平 PES 50 kDa MWCO 膜上以渗透物和滞留物的完全再循环模式进行过滤。建立了渗透通量 - 跨膜压力 (TMP) 曲线，以达到过滤具有不同 EPS 浓度值 (0.10–1.06 kg GlcEq m–3) 和流体切向速度 (0.3–1) 的溶液的极限通量。2 m s–1) 和温度（20°C 和 40°C）。每个实验都评估了污垢的可逆和不可逆部分，并确定了中等 EPS 浓度（0.16 kg GlcEq m-3）的临界通量。结果表明EPS溶液具有很强的结垢能力。当过滤具有中等污染条件的最低浓度溶液 (0.10 kg GlcEq m-3) 时，总污染阻力约为膜的一半，不可逆/可逆污染的份额为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要 每个实验都评估了污垢的可逆和不可逆部分，并确定了中等 EPS 浓度（0.16 kg GlcEq m-3）的临界通量。结果表明EPS溶液具有很强的结垢能力。当过滤具有中等污染条件的最低浓度溶液 (0.10 kg GlcEq m-3) 时，总污染阻力约为膜的一半，不可逆/可逆污染的份额为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要 每个实验都评估了污垢的可逆和不可逆部分，并确定了中等 EPS 浓度（0.16 kg GlcEq m-3）的临界通量。结果表明EPS溶液具有很强的结垢能力。当过滤具有中等污染条件的最低浓度溶液 (0.10 kg GlcEq m-3) 时，总污染阻力约为膜的一半，不可逆/可逆污染的份额为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要 结果表明EPS溶液具有很强的结垢能力。当过滤具有中等污染条件的最低浓度溶液 (0.10 kg GlcEq m-3) 时，总污染阻力约为膜的一半，不可逆/可逆污染的份额为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要 结果表明EPS溶液具有很强的结垢能力。当过滤具有中等污染条件的最低浓度溶液 (0.10 kg GlcEq m-3) 时，总污染阻力约为膜的一半，不可逆/可逆污染的份额为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要 总体抗污性约为膜的一半，不可逆/可逆污损的份额分别为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要 总体抗污性约为膜的一半，不可逆/可逆污损的份额分别为 88% 和 12%。然而，当接近极限通量时，可逆污垢的部分变得占主导地位。获得的渗透通量允许估计当使用扁平或管状模块中的 PES 膜浓缩 EPS 溶液时，可以获得大约 10 的 VRR，而不是螺旋缠绕。图形概要