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Title:
PURIFICATION METHOD WITH RECYCLING OF EFFLUENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/064154
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a purification method, comprising the following steps: - supplying a stream (6) comprising a non-ionised species, monovalent cations and divalent cations; - bringing the stream (6) into contact with a first cation exchange resin (1) in sodium and/or potassium form; - collecting a first fraction (7) which contains the non-ionised species and is enriched in monovalent cations and depleted of divalent cations with respect to the stream (6); - bringing the first fraction (7) into contact with a second cation exchange resin (2) in hydronium form; - collecting a second fraction (8) which contains the non-ionised species and is depleted of monovalent cations with respect to the first fraction (7); - regenerating the second cation exchange resin (2) with a sulphuric acid solution (10); - collecting a first regeneration effluent comprising at least one fraction A, the fraction A comprising sodium and/or potassium ions; and - recycling the fraction A to regenerate the first cation exchange resin (1).

Inventors:
MERRIEN ANNICK (FR)
ROUSSET FRANÇOIS (FR)
Application Number:
PCT/FR2021/051644
Publication Date:
March 31, 2022
Filing Date:
September 24, 2021
Export Citation:
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Assignee:
NOVASEP PROCESS SOLUTIONS (FR)
International Classes:
B01J39/04; B01J41/04; B01J47/026; B01J49/53; B01J49/57
Domestic Patent References:
WO2007046008A12007-04-26
Foreign References:
FR2910823A12008-07-04
US20090056707A12009-03-05
EP1540019B12012-04-04
Attorney, Agent or Firm:
BANDPAY & GREUTER (FR)
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Claims:
23

Revendications Procédé de purification, comprenant les étapes suivantes :

- la fourniture d’un flux (6) comprenant une espèce non- ionisée, des cations monovalents et des cations divalents ;

- la mise en contact du flux (6) avec une première résine échangeuse de cations (1 ) sous forme sodium et/ou potassium ;

- la collecte d’une première fraction (7) contenant l’espèce non-ionisée, enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux (6);

- la mise en contact de la première fraction (7) avec une deuxième résine échangeuse de cations (2) sous forme hydronium ;

- la collecte d’une deuxième fraction (8) contenant l’espèce non-ionisée, et appauvrie en cations monovalents par rapport à la première fraction (7) ;

- la régénération de la deuxième résine échangeuse de cations (2) avec une solution (10) d’acide sulfurique ;

- la collecte d’un premier effluent de régénération comprenant au moins une fraction A, ladite fraction A comprenant des ions sodium et/ou potassium ;

- le recyclage de la fraction A pour régénérer la première résine échangeuse de cations (1 ). Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le flux comprend en outre des anions, ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes :

- la mise en contact de la deuxième fraction (8) avec une résine échangeuse d’anions (3) ;

- la collecte d’une troisième fraction (9) contenant l’espèce non ionisée et appauvrie en anions par rapport à la deuxième fraction (8) ;

- la régénération de la résine échangeuse d’anions (3) avec une solution (11 ) comprenant un sel d’hydroxyde, de préférence l’hydroxyde de potassium et/ou l’hydroxyde d’ammonium ; la collecte d un deuxieme effluent de regeneration (12). Procédé selon la revendication 2, dans lequel le premier effluent de régénération comprend en outre une fraction B, la fraction B étant moins concentrée en ions sodium et/ou potassium que la fraction A du premier effluent, ledit procédé comprenant en outre :

- le mélange d’au moins une partie, de préférence de la totalité, du deuxième effluent (12) avec tout ou partie de la fraction B du premier effluent, de manière à obtenir un mélange d’effluents comprenant au moins un sel de sulfate, de préférence le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium ;

- l’évaporation d’au moins une partie, de préférence de la totalité, du mélange d’effluents, de manière à obtenir une fraction concentrée (14) comprenant l’au moins un sel de sulfate ; et

- optionnellement une étape de cristallisation d’au moins une partie, de préférence de la totalité, de la fraction concentrée (14), de manière à obtenir une fraction cristallisée (15) comprenant l’au moins un sel de sulfate. Procédé selon la revendication 3, comprenant la collecte d’un troisième effluent de régénération (13) issu de la première résine échangeuse de cations (1 ), et dans lequel au moins une partie, de préférence la totalité, du deuxième effluent (12) est mélangé avec tout ou partie de la fraction B du premier effluent et avec au moins une partie, de préférence la totalité, du troisième effluent (13), de manière à obtenir le mélange d’effluents comprenant au moins un sel de sulfate, de préférence le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier effluent de régénération comprend en outre une fraction B, la fraction B étant moins concentrée en ions sodium et/ou potassium que la fraction A du premier effluent, ledit procédé comprenant en outre une étape de recyclage d’au moins une partie de la fraction B pour regenerer la deuxieme résiné échangeuse de cations (2).

6. Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, comprenant en outre une étape de recyclage d’au moins une partie du deuxième effluent de régénération (12) pour régénérer la résine échangeuse d’anions (3).

7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la mise en contact de la première fraction (7) avec la deuxième résine échangeuse de cations (2) est mise en œuvre dans une installation d’échange d’ions multicolonne, l’installation comprenant de préférence de 4 à 25 colonnes.

8. Procédé selon l’une des revendications 2 à 7, dans lequel la mise en contact de la deuxième fraction (8) avec la résine échangeuse d’anions (3) est mise en œuvre dans une installation d’échange d’ions multicolonne, l’installation comprenant de préférence de 4 à 25 colonnes.

9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la fraction A représente au plus 70 % en volume du premier effluent de régénération.

10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel la solution (10) d’acide sulfurique a une concentration constante en acide sulfurique, la solution (10) d’acide sulfurique comprenant de préférence de 1 à 10 % en poids d’acide sulfurique, plus préférentiellement de 3 à 9 % en poids d’acide sulfurique.

11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel l’espèce non-ionisée est choisie dans le groupe constitué des polysaccharides, tels que l’inuline, des oligosaccharides, tels que les fructo-oligosaccharides, des monosaccharides, des disaccharides, tels que le saccharose, et des combinaisons de ceux-ci. 26

12. Procédé selon l une des revendications 1 a 11 , dans lequel la mise en contact de la première fraction (7) avec la deuxième résine échangeuse de cations (2) et/ou la régénération de la deuxième résine échangeuse de cations (2) est effectuée de manière continue.

13. Procédé selon l’une des revendications 2 à 12, dans lequel la mise en contact de la deuxième fraction (8) avec la résine échangeuse d’anions (3) et/ou la régénération de la résine échangeuse d’anions (3) est effectuée de manière continue.

14. Procédé selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel la première résine échangeuse de cations (1 ) et la deuxième résine échangeuse de cations (2) ont des matrices identiques.

15. Procédé selon l’une des revendications 3 à 14, dans lequel le premier effluent de régénération consiste en la fraction A et la fraction B.

16. Procédé selon l’une des revendications 1 à 15, dans lequel le flux (6) a une teneur en matière sèche de 5 à 50 % en poids, de préférence de 10 à 20 % en poids.

17. Procédé selon l’une des revendications 1 à 16, dans lequel les cations divalents comprennent des ions calcium, de préférence présents dans le flux en une concentration de 10 à 1000 mg/L, de préférence de 100 à 500 mg/L, et/ou des ions magnésium, de préférence présents dans le flux en une concentration de 5 à 500 mg/L, de préférence de 5 à 100 mg/L, et/ou les cations monovalents comprennent des ions sodium et/ou des ions potassium.

18. Procédé selon l’une des revendications 2 à 17, dans lequel les anions comprennent des ions chlorure et/ou des ions sulfate et/ou des ions phosphate.

Description:
Procédé de purification avec recyclage des effluents

Domaine de l’invention

La présente invention concerne un procédé de purification d’une espèce non-ionisée comprenant un recyclage des effluents.

Arrière-plan technique

Dans l’industrie alimentaire, de nombreux produits liquides, en particulier les jus, doivent subir une purification, et plus particulièrement une déminéralisation afin d’éliminer les ions divalents et monovalents qui y sont présents.

De manière classique, la déminéralisation des jus est réalisée en mode batch à l’aide d’une ligne comprenant une seule colonne contenant une résine échangeuse de cations (ou résine cationique) sous forme H + en série avec une seule colonne contenant une résine échangeuse d’anions (ou résine anionique). Typiquement, la déminéralisation des jus est effectuée sur deux lignes fonctionnant en parallèle, le jus à traiter étant chargé en alternance sur chacune des lignes. Ainsi, pendant que le produit à traiter est chargé sur une colonne de la première ligne, la colonne correspondante de la seconde ligne est lavée, régénérée puis rincée en vue de traiter la prochaine charge de produit.

Dans ces procédés, la résine cationique et la résine anionique sont traditionnellement régénérées par une solution d’acide sulfurique et une solution d’ammoniaque respectivement, de manière à pouvoir valoriser les effluents de régénération des deux résines par la production de sulfates d’ammonium, utilisable en tant que fertilisant.

Cependant, les jus à traiter comprennent souvent des ions divalents tels que les ions calcium. Ces ions calcium peuvent former des complexes avec des anions tels que les ions sulfates apportés notamment lors de la régénération de la résine cationique par l’acide sulfurique, ce qui résulte en la précipitation du sulfate de calcium. Pour éviter cette précipitation, la régénération de la résine cationique est effectuée en plusieurs étapes successives avec des solutions d’acide sulfurique de concentration croissante d acide sulfurique. Ainsi, la résiné cationique est generalement d abord régénérée par passage d’une solution d’acide sulfurique dosée à 2 % en poids, puis d’une solution d’acide sulfurique dosée à 5 % en poids et enfin d’une solution d’acide sulfurique dosée à 10 % en poids.

Cependant l’utilisation de plusieurs solutions d’acide sulfurique de concentration croissance pour la régénération de la résine échangeuse de cations entraine une consommation de solution de régénération élevée. De plus, une telle régénération peut être difficile à implémenter dans un procédé de purification continu.

Le document EP 1540019 B1 décrit un procédé de purification d’une solution aqueuse contenant des sucres, des cations et des anions, comprenant un traitement de la solution aqueuse avec une résine cationique et avec une résine anionique, une nanofiltration de la solution obtenue et une déminéralisation du rétentat de nanofiltration avec une résine échangeuse de cations et une résine échangeuse d’anions. Les résines échangeuses de cations et d’anions sont ensuite respectivement régénérées par de l’acide chlorhydrique et de la soude et les résines cationiques et anioniques de la première étape peuvent être régénérées par le perméat de nanofiltration. Ce procédé de purification requiert une étape de nanofiltration et peut comprendre une étape d’osmose inverse. Or, les régénérants de ces systèmes membranaires comprennent des produits complexes non recyclables et non valorisables, ce qui génère des effluents de régénération non valorisables importants. De plus, les membranes ont une durée de vie limitée, ce qui entraine des coûts opératoires élevés. En outre, dans ce procédé, les effluents de régénération des résines d’échange d’ions, et notamment des résines cationiques et anioniques de la première étape, ne sont pas valorisés, et la déminéralisation n’est pas continue.

Il existe donc un réel besoin de fournir un procédé de purification permettant une régénération des résines moins consommatrice de produits chimiques, tout en permettant la valorisation des effluents de régénération, et pouvant être implémenté, au moins en partie, en continu.

Résumé de l’invention

L’invention concerne en premier lieu un procédé de purification, comprenant les étapes suivantes :

- la fourniture d’un flux comprenant une espèce non-ionisée, des cations monovalents et des cations divalents ; - la mise en contact du flux avec une premiere résiné echangeuse de cations sous forme sodium et/ou potassium ;

- la collecte d’une première fraction contenant l’espèce non-ionisée, enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux;

- la mise en contact de la première fraction avec une deuxième résine échangeuse de cations sous forme hydronium ;

- la collecte d’une deuxième fraction contenant l’espèce non-ionisée, et appauvrie en cations monovalents par rapport à la première fraction ;

- la régénération de la deuxième résine échangeuse de cations avec une solution d’acide sulfurique ;

- la collecte d’un premier effluent de régénération comprenant au moins une fraction A, ladite fraction A comprenant des ions sodium et/ou potassium ;

- le recyclage de la fraction A pour régénérer la première résine échangeuse de cations.

Dans des modes de réalisation, le flux comprend en outre des anions, ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes :

- la mise en contact de la deuxième fraction avec une résine échangeuse d’anions ;

- la collecte d’une troisième fraction contenant l’espèce non ionisée et appauvrie en anions par rapport à la deuxième fraction ;

- la régénération de la résine échangeuse d’anions avec une solution comprenant un sel d’hydroxyde, de préférence l’hydroxyde de potassium et/ou l’hydroxyde d’ammonium ;

- la collecte d’un deuxième effluent de régénération.

Dans des modes de réalisation, le premier effluent de régénération comprend en outre une fraction B, la fraction B étant moins concentrée en ions sodium et/ou potassium que la fraction A du premier effluent, ledit procédé comprenant en outre :

- le mélange d’au moins une partie, de préférence de la totalité, du deuxième effluent avec tout ou partie de la fraction B du premier effluent, de manière à obtenir un mélange d’effluents comprenant au moins un sel de sulfate, de préférence le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium ; - I evaporation d au moms une partie, de preference de la totalité, du mélange d’effluents, de manière à obtenir une fraction concentrée comprenant l’au moins un sel de sulfate ; et

- optionnellement une étape de cristallisation d’au moins une partie, de préférence de la totalité, de la fraction concentrée, de manière à obtenir une fraction cristallisée comprenant l’au moins un sel de sulfate.

Dans des modes de réalisation, le procédé comprend la collecte d’un troisième effluent de régénération issu de la première résine échangeuse de cations, et au moins une partie, de préférence la totalité, du deuxième effluent est mélangé avec tout ou partie de la fraction B du premier effluent et avec au moins une partie, de préférence la totalité, du troisième effluent, de manière à obtenir le mélange d’effluents comprenant au moins un sel de sulfate, de préférence le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium.

Dans des modes de réalisation, le premier effluent de régénération comprend en outre une fraction B, la fraction B étant moins concentrée en ions sodium et/ou potassium que la fraction A du premier effluent, ledit procédé comprenant en outre une étape de recyclage d’au moins une partie de la fraction B pour régénérer la deuxième résine échangeuse de cations.

Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de recyclage d’au moins une partie du deuxième effluent de régénération pour régénérer la résine échangeuse d’anions.

Dans des modes de réalisation, la mise en contact de la première fraction avec la deuxième résine échangeuse de cations est mise en œuvre dans une installation d’échange d’ions multicolonne, l’installation comprenant de préférence de 4 à 25 colonnes.

Dans des modes de réalisation, la mise en contact de la deuxième fraction avec la résine échangeuse d’anions est mise en œuvre dans une installation d’échange d’ions multicolonne, l’installation comprenant de préférence de 4 à 25 colonnes.

Dans des modes de réalisation, la fraction A représente au plus 70 % en volume du premier effluent de régénération.

Dans des modes de réalisation, la solution d’acide sulfurique a une concentration constante en acide sulfurique, la solution d’acide sulfurique comprenant de préférence de 1 à 10 % en poids d’acide sulfurique, plus préférentiellement de 3 à 9 % en poids d’acide sulfurique.

Dans des modes de réalisation, l’espèce non-ionisée est choisie dans le groupe constitué des polysaccharides, tels que l’inuline, des oligosaccharides, tels que les fructo-oligosaccharides, des monosaccharides, des disaccharides, tels que le saccharose, et des combinaisons de ceux-ci.

Dans des modes de réalisation, la mise en contact de la première fraction avec la deuxième résine échangeuse de cations et/ou la régénération de la deuxième résine échangeuse de cations est effectuée de manière continue.

Dans des modes de réalisation, la mise en contact de la deuxième fraction avec la résine échangeuse d’anions et/ou la régénération de la résine échangeuse d’anions est effectuée de manière continue.

Dans des modes de réalisation, la première résine échangeuse de cations et la deuxième résine échangeuse de cations ont des matrices identiques.

Dans des modes de réalisation, le premier effluent de régénération consiste en la fraction A et la fraction B.

Dans des modes de réalisation, le flux a une teneur en matière sèche de 5 à 50 % en poids, de préférence de 10 à 20 % en poids.

Dans des modes de réalisation, les cations divalents comprennent des ions calcium, de préférence présents dans le flux en une concentration de 10 à 1000 mg/L, de préférence de 100 à 500 mg/L, et/ou des ions magnésium, de préférence présents dans le flux en une concentration de 5 à 500 mg/L, de préférence de 5 à 100 mg/L, et/ou les cations monovalents comprennent des ions sodium et/ou des ions potassium.

Dans des modes de réalisation, les anions comprennent des ions chlorure et/ou des ions sulfate et/ou des ions phosphate.

La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un procédé de purification amélioré d’une espèce non-ionisée dans lequel la consommation de régénérants est réduite. En outre, le procédé selon l’invention peut permettre de minimiser les effluents de régénération par une valorisation et/ou une réutilisation complète de ceux- ci.

Cela est accompli grâce à l’utilisation de deux résines cationiques sous une forme ionique différente et à l’utilisation d’une partie des effluents de régénération d’une des résines cationiques pour régénérer l’autre résine cationique. En effet, l’utilisation d’une première résine cationique sous forme sodium et/ou potassium permet d’éliminer du flux à traiter les cations divalents tels que les ions calcium. Les ions divalents, et en particulier les ions calcium, ayant été éliminés, au moins en partie, de la fraction passant sur la deuxième résine échangeuse de cations, celle-ci peut être régénérée avec une solution d acide sulfurique unique, de concentration relativement elevee, sans risque (ou avec un risque très limité) de précipitation des ions calcium, sous forme notamment de sulfate de calcium. Cela permet de réduire la quantité de solution d’acide sulfurique utilisée pour la régénération.

En outre, une partie des effluents de régénération de la deuxième résine cationique est utilisée pour régénérer la première résine cationique, ce qui permet également une réduction de la consommation de régénérant, ainsi qu’une réduction des effluents de régénération.

De plus, les effluents de régénération non-réutilisés des différentes résines échangeuse d’ions utilisées dans le procédé selon l’invention peuvent être valorisés, en partie ou en totalité, en produisant une fraction concentrée ou cristallisée de sels de sulfate, ces sels de sulfates pouvant ensuite être réutilisés, par exemple dans la fabrication de fertilisants. De plus, dans les modes de réalisation dans lesquels le flux de départ à traiter comprends des acides organiques, la cristallisation de ces effluents de régénération peut également résulter en l’obtention d’une fraction comprenant ces acides organiques, cette fraction pouvant être utilisée pour la production de nourriture animale. Alternativement ou additionnellement, ces effluents de régénération peuvent être réutilisés pour régénérer les résines dont ils sont issus.

Enfin, la déminéralisation du procédé selon l’invention peut être réalisée en continu, ce qui présente les avantages suivants par rapport à une déminéralisation effectuée en mode batch : une plus faible quantité de produits chimiques est utilisée pour la régénération des résines échangeuses d’ions, la production d’effluents de régénération est moins importante, le volume total de résine utilisé peut être plus réduit et l’utilisation de cuves tampons peut être évitée.

Brève description des figures

La figure 1 représente un schéma-bloc d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention. Les flèches en trait plein correspondent aux flux/fractions intervenant lors des étapes de chargement et purification sur les résines et les flèches en pointillé représentent les flux/fractions intervenant lors des étapes de régénération des résines.

La figure 2 représente un schéma-bloc d’un autre mode de réalisation du procédé selon l’invention. Les flèches en trait plein correspondent aux flux/fractions intervenant lors des étapes de chargement et purification sur les résines et les flèches en pointillé représentent les flux/fractions intervenant lors des étapes de régénération des résines. Description detaillee

L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.

Sauf indication contraire, tous les pourcentages concernant des quantités sont des pourcentages massiques.

L’invention concerne la purification d’une espèce non-ionisée contenu dans un flux, vis-à-vis de cations monovalents et divalents, et éventuellement d’anions. Ce flux est aussi appelé « flux à traiter » ou « flux d’entrée » dans le présent texte.

L’espèce à purifier peut être toute espèce non-ionisée. Elle peut notamment être choisie dans le groupe constitué des polysaccharides, des oligosaccharides, des disaccharides et des monosaccharides.

En tant que polysaccharides, on peut citer par exemple l’inuline, les hydrolysats d’amidon, les hydrolysats de cellulose et/ou les hydrolysats d’inuline, l’inuline étant préférée.

En tant qu’oligosaccharides, on peut citer par exemple les fructo- oligosaccharides, les galacto-oligosaccharides, les xylo-oligosaccharides, le raffinose, le stachyose, le fucosyllactose et/ou le panose, les fructo- oligosaccharides étant préférés.

En tant que disaccharides, on peut citer par exemple le saccharose, le lactose, le lactulose, le maltose, la maltulose et/ou le thréalose, le saccharose étant préféré.

En tant que monosaccharides, on peut citer par exemple, le glucose, le fructose, le xylose, la mannose, le psicose et/ou le tagatose.

On peut également utiliser une combinaison de deux ou plus des espèces mentionnées ci-dessus.

Le flux à traiter comprend des cations divalents. Plus particulièrement, il peut comprendre des ions calcium (Ca 2+ ) et/ou des ions magnésium (Mg 2+ ). Dans des modes de réalisation, les cations divalents consistent en des ions Ca 2+ et/ou Mg 2+ .

En particulier, le flux à traiter comprend de préférence de 10 à 1000 mg/L, plus préférentiellement de 100 à 500 mg/L, d’ions calcium. Le flux peut comprendre de 10 à 50 mg/L, ou de 50 à 100 mg/mL, ou de 100 à 200 mg/mL, ou de 200 à 300 mg/mL, ou de 300 à 400 mg/mL, ou de 400 à 500 mg/mL, ou de 500 à 600 mg/mL, ou de 600 à 700 mg/mL, ou de 700 à 800 mg/mL, ou de 800 à 900 mg/mL, ou de 900 à 1000 mg/mL, d’ions calcium. La concentration en ions Ca 2+ peut être déterminée selon la norme ICUMSA GS7-19.

En particulier, le flux à traiter comprend de préférence de 5 à 500 mg/L, plus préférentiellement de 5 à 100 mg/L, d’ions magnésium. Le flux peut comprendre de 5 à 20 mg/mL, ou de 20 à 50 mg/mL, ou de 50 à 100 mg/mL, ou de 100 à 200 mg/mL, ou de 200 à 300 mg/mL, ou de 300 à 400 mg/mL, ou de 400 à 500 mg/mL, d’ions magnésium. La concentration en ions Mg 2+ peut être déterminée selon la norme ICUMSA GS7-19.

Le flux à traiter comprend également des cations monovalents. De préférence, le flux comprend des ions sodium (Na + ) et/ou potassium (K + ). Dans des modes de réalisation, les cations monovalents consistent en des ions Na + et/ou K + .

Le flux à traiter peut également comprendre des anions. Par exemple, le flux peut comprendre des ions chlorure (Cl-), des ions sulfate (SO4 2 ’) et/ou des ions phosphates (PO4 3 ’). Dans des modes de réalisation, les anions consistent en des ions Cl’ et/ou SO4 2 ’ et/ou PO4 3 ’.

Dans des modes de réalisation, le flux à traiter comprend des ions Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , CI’, SO 4 2 ’ et/ou PO 4 3 ’.

Le flux à traiter peut également comprendre des acides organiques, des protéines et/ou des colorants.

Avantageusement, la teneur en matière sèche du flux d’entrée vaut de 5 à 50 % en poids, de préférence de 10 à 20 % en poids. En particulier, le flux à traiter peut avoir une teneur en matière sèche de 5 à 10 %, ou de 10 à 15 %, ou de 15 à 20 %, ou de 20 à 25 %, ou de 25 à 30 %, ou de 30 à 35 %, ou de 35 à 40 %, ou de 40 à 45 %, ou de 45 à 50 %, en poids. La teneur en matière sèche peut être mesurée selon la norme ICUMSA GS7-31 .

Le flux d’entrée peut être un jus, c’est-à-dire un liquide extrait d’au moins un fruit, légume ou plante.

Le flux d’entrée peut avoir subi préalablement une ou plusieurs étapes de prétraitement, telles qu’une ou plusieurs centrifugations, filtrations carbonatation, flottation et/ou clarification.

En faisant référence à la figure 1 , le flux d’entrée 6 est mis en contact avec une première résine échangeuse de cations 1. Cette première résine échangeuse de cations est sous forme sodium et/ou potassium, c’est-à-dire que le contre-ion des groupements de charge négative de la résine est, avant le passage du flux à traiter, l’ion Na + et/ou l’ion K + .

De préférence, la première résine échangeuse de cations 1 est une résine cationique forte. La resine utilisée peut comprendre une matrice acrylique ou styremque. Elle peut en particulier comprendre, ou consister en, un copolymère polystyrène-divinylbenzène. Des exemples de résines utilisables dans le procédé selon l’invention en tant que première résine échangeuse de cations sont les résines Applexion® XA2041 Na, Applexion® XA2043 Na et Applexion® XA2044 Na.

Cette étape de mise en contact peut être mise en œuvre dans une installation d’échange d’ions comprenant une seule colonne contenant la première résine échangeuse de cations. Alternativement, l’installation d’échange d’ions pour mettre en œuvre cette étape peut comprendre plusieurs colonnes, utilisées en série ou en parallèle, contenant une résine échangeuse de cations, de préférence identique pour toutes les colonnes de cette installation.

Cette installation d’échange d’ions peut être à lit statique ou à lit non- statique.

La mise en contact du flux à traiter 6 avec la première résine échangeuse de cations 1 va permettre aux cations divalents présents dans le flux de s’adsorber sur la résine en déplaçant les contre-ions de la résine. Les contre-ions qui ont été déplacés de la résine par les cations divalents (c’est-à- dire les ions Na + et/ou K + ) vont se retrouver dans la fraction collectée en sortie de résine. L’espèce non-ionisée sera peu ou pas retenue par la résine échangeuse de cations et se retrouvera également présente dans la fraction collectée en sortie de résine.

Ainsi, suite à la mise en contact du flux d’entrée avec la première résine échangeuse de cations, une première fraction 7 est collectée en sortie de résine. Cette fraction est enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux d’entrée 6. Par « fraction enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux d’entrée » on entend une fraction dans laquelle le rapport des concentrations molaires cations monovalents / cations divalents est supérieur à celui du flux d’entrée. En particulier, cette première fraction 7 comprend des ions Na + et/ou K + provenant de la première résine cationique. La première fraction 7 comprend aussi l’espèce non-ionisée à purifier.

Après avoir été mise en contact avec le flux d’entrée, la première résine échangeuse de cations 1 comprend des cations divalents (initialement présents dans le flux à traiter) en tant que contre-ions. La première résine échangeuse de cations subit ensuite une régénération. Par « régénération de la résine » on entend le lavage de la résine avec une solution de lavage spécifique, appelée solution de regeneration ou regenerant, destmee a reconditionner celle-ci dans une forme ionique particulière propre à permettre une séparation d’échange d’ions efficace. Le flux de liquide obtenu en sortie de résine à l’issue de la régénération est appelé « effluent de régénération ».

La régénération de la première résine échangeuse de cations a pour but de mettre la résine sous forme sodium et/ou potassium, c’est-à-dire de remplacer les contre-ions de la résine par des cations Na + et/ou K + .

La première résine échangeuse de cations 1 est régénérée par le passage d’une ou plusieurs solutions de régénération comprenant des ions Na + et/ou K + à travers la résine. De préférence, la ou les solutions de régénération contiennent du sulfate de sodium et/ou du sulfate de potassium. De manière avantageuse, le sulfate sodium et/ou le sulfate de potassium est présent dans la ou les solutions de régénération en une quantité allant de 1 à 10 % en poids, de préférence encore de 2 à 10 % en poids, de préférence encore de 3 à 9 % en poids, par exemple en une quantité d’environ 5 % en poids. Dans des modes de réalisation, le sulfate de sodium et/ou le sulfate de potassium est présent dans la ou les solutions de régénération en une quantité allant de 1 à 3 %, ou de 3 à 5 %, ou de 5 à 7 %, ou de 7 à 10 %, en poids. La concentration en sels de sulfate dans la solution de régénération est telle que le sulfate de calcium ne précipite pas, ou très peu, dans la colonne de la première résine échangeuse de cations lors de cette étape de régénération.

La ou les solutions de régénération proviennent, en tout ou en partie, des étapes subséquentes de purification, et notamment des étapes de régénération, par recyclage, comme décrit ci-dessous. La ou les solutions de régénération sont passées à travers la résine dans le même sens que le flux à traiter ou dans le sens inverse du flux à traiter.

L’effluent de régénération 13 de la première résine échangeuse de cations, appelé dans le présent texte « troisième effluent de régénération », contient notamment les cations divalents, tels que des ions Ca 2+ et/ou Mg 2+ , qui se sont adsorbés sur la première résine échangeuse de cations lors de sa mise en contact avec le flux à traiter. Cet effluent 13 contient également au moins des cations monovalents, tels que des cations Na + et/ou K + , et de préférence des ions sulfates, provenant notamment de la solution de régénération.

La première fraction 7 enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux 6 collectée à la suite du traitement du flux d’entrée par la première résine échangeuse de cations est soumise à un traitement par une deuxième résine échangeuse cations 2. La deuxieme resine echangeuse de cations 2 est sous forme hydronium (H + ), c’est-à-dire que le contre-ion des groupements de charge négative de la résine est, avant le passage de la fraction à traiter, l’ion H + .

De manière avantageuse, la deuxième résine échangeuse de cations 2 est une résine cationique forte.

La deuxième résine échangeuse de cations 2 peut comprendre une matrice acrylique ou styrénique. Elle peut en particulier comprendre, ou consister en, un copolymère polystyrène-divinylbenzène. Des exemples de résines utilisables dans le procédé selon l’invention en tant que deuxième résine échangeuse de cations sont les résines Applexion® XA2041 , Applexion® XA2043 et Applexion® XA2044. De préférence, les première et deuxième résines échangeuses de cations utilisées dans le procédé selon l’invention sont identiques (à l’exception de leur forme ionique, c’est-à-dire de leurs contre-ions). En d’autres termes, les première et deuxième résines échangeuses de cations peuvent avoir la même matrice. Dans le présent texte, la « matrice de la résine » désigne la résine échangeuse d’ions sans les contre-ions adsorbés sur les groupements chargés de la résine. Alternativement, les matrices des résines échangeuses de cations peuvent être différentes.

La fraction à traiter 7 est mise en contact avec la deuxième résine échangeuse de cations 2 dans une installation d’échange d’ions qui peut comprendre une ou plusieurs colonnes. De manière particulièrement préférée, l’installation d’échange d’ions comprend de 4 à 25 colonnes d’échange d’ions comprenant la deuxième résine échangeuse de cations, plus préférentiellement de 6 à 20 colonnes. De préférence, toutes les colonnes de cette installation d’échange d’ions ont une résine identique. Les colonnes de l’installation d’échange d’ions peuvent être toutes connectées en série, ou bien toutes connectées en parallèles, ou l’installation peut comprendre certaines colonnes connectées en série et certaines colonnes connectées en parallèle. La connexion des colonnes entre elles (en série ou en parallèle) peut varier au cours du temps, notamment en fonction de l’étape effectuée sur lesdites colonnes.

Lorsque la première fraction 7 (enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux) est mise en contact avec la deuxième résine échangeuse de cations 2, les cations monovalents, et notamment les ions Na + et/ou K + , s’adsorbent sur la résine. L’espèce non- ionisée est peu ou pas retenue par la résine échangeuse de cations et peut être collectée en sortie de résine. On obtient alors une deuxième fraction 8, contenant I espece non-iomsee et appauvrie en cations monovalents par rapport à la première fraction 7 (c’est-à-dire que le rapport des concentrations molaires espèces non-ionisées / cations monovalents est supérieur à celui de la première fraction), étant entendu que par cations monovalents on entend ici les cations monovalents autres que l’ion H + . De préférence encore, lorsque le flux d’entrée 6 comprend au moins une protéine, la deuxième fraction 8 est appauvrie en l’au moins une protéine par rapport à la première fraction 7 (c’est- à-dire que le rapport des concentrations molaires espèces non-ionisées / protéines est supérieur à celui de la première fraction). Lorsque le flux d’entrée 6 comprend au moins un colorant, la deuxième fraction 8 peut être appauvrie en l’au moins un colorant par rapport à la première fraction 7 (le rapport des concentrations molaires espèces non-ionisées / colorants étant supérieur à celui de la première fraction).

Le rendement en espèce non-ionisé des séparations décrites ci-dessus, correspondant au pourcentage molaire d’espèce non-ionisée du flux d’entrée qui est récupéré dans la deuxième fraction, est avantageusement supérieur ou égal à 90 %, de préférence à 95 %, de préférence encore à 97 %, de préférence encore à 98 %, de préférence encore à 99 %, de préférence encore supérieur à 99,5 %.

Une régénération de la deuxième résine échangeuse de cations 2 est effectuée afin de convertir la résine sous forme H + . Pour cela, une ou plusieurs solutions de régénération 10 sont mises en contact avec la résine à régénérer. Selon l’invention, au moins une solution de régénération 10 (et de préférence toutes lorsque plusieurs solutions de régénération sont utilisées) est une solution d’acide sulfurique, de préférence une solution aqueuse d’acide sulfurique, plus préférentiellement une solution d’acide sulfurique dans l’eau. De manière avantageuse, la ou les solutions d’acide sulfurique traversent la résine dans le même sens que la fraction à traiter.

De manière particulièrement préférée, une seule solution d’acide sulfurique est utilisée pour régénérer la deuxième résine échangeuse de cations, c’est-à-dire qu’une solution de régénération unique, avec une concentration constante en acide sulfurique, est utilisée. Cela a l’avantage de réduire les quantités de solution de régénération utilisées.

La solution d’acide sulfurique (ou une des solutions d’acide sulfurique, ou toutes) a de préférence une teneur (ou concentration) en acide sulfurique de 1 à 10 % en poids, de préférence encore de 2 à 10 % en poids, de préférence encore de 3 à 9 % en poids, par exemple une teneur d’environ 5 % en poids. Dans certains modes de réalisation, la solution d’acide sulfurique comprend de 1 à 3 %, ou de 3 à 5 %, ou de 5 à 7 %, ou de 7 à 10 %, en poids d’acide sulfurique. Par la teneur ou concentration en acide sulfurique de la solution de régénération, on entend la teneur ou concentration initiale de la solution de régénération, avant sa mise en contact avec la résine.

On peut utiliser une ou plusieurs solutions d’acide sulfurique fraîches en tant que solutions de régénération tout au long de la mise en œuvre du procédé, ou bien on peut utiliser une ou plusieurs solutions d’acide sulfurique fraîches en tant que solutions de régénération initiales, les solutions de régénération d’acide sulfurique suivantes provenant des effluents de régénération de la deuxième résine échangeuse de cations, comme décrit ci- dessous.

Suite à cette étape de régénération, un effluent de régénération, appelé « premier effluent de régénération », est collecté. Ce premier effluent peut comprendre, dans l’ordre de sortie de l’effluent de la résine, au moins une fraction A et une fraction B. La fraction A correspond donc à une fraction collectée en début de régénération alors que la fraction B est collectée ultérieurement.

Lorsque la deuxième résine échangeuse de cations 2 est mise en contact avec la solution de régénération à l’acide sulfurique, dans une première phase les ions H + de la solution de régénération vont s’échanger avec les cations monovalents adsorbés sur la résine, qui vont alors se retrouver dans l’effluent de régénération. Ces cations monovalents comprennent une proportion élevée d’ions Na + et/ou K + , provenant des contre- ions de la première résine échangeuse de cations et/ou initialement présents dans le flux à traiter. Dans cette première phase, l’effluent de régénération comprend une faible proportion d’ions H + , qui sont adsorbés sur la résine. Au fur et à mesure de la régénération, la proportion des ions Na + et/ou K + va décroitre et celle des ions H + va augmenter.

La fraction A est plus concentrée en ions sodium et/ou potassium que la fraction B. De préférence, la fraction A est moins concentrée en en ions H + que la fraction B.

La fraction A comprend également des ions sulfates, provenant notamment de la solution d’acide sulfurique de régénération. Par conséquent, la fraction A comprend du sulfate de sodium et/ou du sulfate de potassium.

Dans le procédé selon l’invention, la fraction A est utilisée comme solution de régénération de la première résine échangeuse de cations 1. La fraction A peut être utilisée en complément d’une autre ou d’autres solution(s) de régénération comprenant des ions Na + et/ou K + , telle qu’une solution aqueuse de sulfate de sodium et/ou de sulfate de potassium (par exemple, la fraction A peut être utilisée avant ou après une autre solution de régénération, ou elle peut être mélangée avec une autre solution de régénération avant son passage sur la résine). Dans des modes de réalisation avantageux, la fraction A constitue la seule solution de régénération utilisée pour la régénération de la première résine échangeuse de cations. La fraction A peut être utilisée telle quelle, ou elle peut être concentrée ou diluée avant son utilisation pour régénérer la première résine échangeuse de cations, par exemple de telle sorte que la teneur en sulfate de sodium et/ou en sulfate de potassium soit de 1 à 10 % en poids, de préférence de 2 à 10 % en poids, de préférence encore de 3 à 9 % en poids, par exemple d’environ 5 % en poids.

Dans des modes de réalisation, la fraction A représente au moins 50 % en volume du premier effluent de régénération, de préférence au moins 55 % en volume, de préférence encore au moins 60 % en volume.

Alternativement (ou additionnellement), la fraction A peut représenter au plus 70 % en volume du premier effluent de régénération, de préférence au plus 60 % en volume, de préférence encore au plus 50 % en volume.

La proportion du premier effluent de régénération appartenant à la fraction A (et aux autres fractions) peut être déterminée de manière connue par l’homme du métier, par exemple en établissant les profils de concentration (par exemple des ions K + , Na + et H + ) de l’effluent de régénération en fonction de la durée de régénération ou du volume collectée d’effluent de régénération.

La fraction B comprend de l’acide sulfurique H2SO4 provenant de la solution de régénération et de préférence un ou plusieurs cations monovalents notamment des cations adsorbés sur la résine avant la régénération (c’est-à- dire initialement présents dans le flux à traiter et/ou provenant des contre-ions de la première résine échangeuse de cations), de préférence encore des ions Na + et/ou K + .

L’étape de mise en contact de la première fraction 7 avec la deuxième résine échangeuse de cations 2 (appelée aussi « chargement de la deuxième résine échangeuse de cations ») et l’étape de régénération de la deuxième résine échangeuse de cations 2 peuvent chacune indépendamment être effectuée en continu. Par « étape effectuée en continu », on entend que l’étape est effectuée sans interruption pendant la mise en œuvre du procédé. De préférence, chacune de ces étapes (chargement et régénération) est réalisée en continu. Dans ces modes de réalisation, ces étapes sont réalisées au moins partiellement simultanément, chacune sur une colonne (ou sur un ensemble de plusieurs colonnes en série) connectée en parallèle ou en série avec l’autre colonne (ou ensemble de colonnes) sur laquelle (ou lesquelles) est effectuée l’autre étape. De préférence, les points d’entrée de fluide et les points de sortie de fluide de chaque colonne de l’installation d’échange d’ions sont décalés périodiquement, typiquement d’une colonne, et de préférence simultanément, après l’achèvement de chaque étape.

Un exemple d’installation d’échange d’ions pour la deuxième résine échangeuse de cations 2 comprend 12 colonnes d’échange d’ions comprenant toutes un lit de résine échangeuse de cations identique.

De manière moins préférentielle, les étapes de chargement et de régénération de la deuxième résine échangeuse de cations 2 peuvent être réalisées en mode « batch », c’est-à-dire qu’elles sont effectuées uniquement de manière successive, lorsque l’étape précédente est terminée.

De manière avantageuse, la deuxième fraction 8 contenant l’espèce non ionisée et appauvrie en cations monovalents par rapport à la première fraction, collectée à la suite du traitement de la première fraction 7 par la deuxième résine échangeuse de cations 2 peut ensuite être mise en contact avec une résine échangeuse d’anions 3, en particulier lorsque le flux d’entrée comprend des anions.

La résine échangeuse d’anions 3 est de préférence une résine anionique faible. Plus préférentiellement, elle comprend des groupements amines. Avantageusement, les groupements actifs de la résine (c’est-à-dire les groupements échangeurs d’anions), tels que les groupements amines, ne sont sous forme ionisées qu’en milieu acide. La deuxième fraction à traiter 8 est acide, en raison de l’échange de cations avec les ions H + qui a été effectué lors de l’étape de traitement par la deuxième résine échangeuse de cations. Lorsque la deuxième fraction 8 est mise en contact avec la résine anionique 3, les groupements actifs de la résine échangeuse d’anions s’ionisent sous l’effet de l’acidité de la deuxième fraction et les anions contenus dans la deuxième fraction s’adsorbent sur les groupements ionisés de la résine. L’espèce non-ionisée est peu ou pas retenue par la résine échangeuse d’anions et peut être collectée en sortie de résine. On obtient alors une troisième fraction 9, contenant l’espèce non ionisée et appauvrie en anions par rapport à la deuxième fraction 8 (c’est-à-dire que le rapport des concentrations molaires espèces non-ionisées / anions est supérieur à celui de la deuxième fraction). De préférence encore, lorsque le flux d’entrée 6 comprend des acides organiques, la troisième fraction 9 est appauvrie en acides organiques par rapport à la deuxième fraction 8 (c’est-à-dire que le rapport des concentrations molaires espèces non-ionisées / acides organiques est supérieur a celui de la deuxieme fraction). De preference encore, lorsque le flux d’entrée 5 comprend des colorants, la troisième fraction 9 est appauvrie en colorants par rapport à la deuxième fraction 8 (c’est-à-dire que le rapport des concentrations molaires espèces non-ionisées / colorants est supérieur à celui de la deuxième fraction). Le traitement par la deuxième résine échangeuse de cations 2 et le traitement par la résine échangeuse d’anions 3 permettent une déminéralisation des fractions à traiter.

La résine échangeuse d’anions 3 peut comprendre une matrice acrylique ou styrénique. Elle peut en particulier comprendre, ou consister en, un copolymère polystyrène-divinylbenzène. Des exemples de résines utilisables dans le procédé selon l’invention en tant que résine échangeuse de d’anions sont les résines Applexion® XA3041 , Applexion® XA3053 et Applexion® XA3063.

La fraction à traiter 8 est mise en contact avec la résine échangeuse d’anions 3 dans une installation d’échange d’ions qui peut comprendre une ou plusieurs colonnes. De manière particulièrement préférée, l’installation d’échange d’ions comprend de 4 à 25 colonnes d’échange d’ions comprenant la résine échangeuse d’anions, plus préférentiellement de 6 à 20 colonnes. De préférence, toutes les colonnes de cette installation d’échange d’ions ont une résine identique. Les colonnes de l’installation d’échange d’ions peuvent être toutes connectées en série, ou bien toutes connectées en parallèles, ou l’installation peut comprendre certaines colonnes connectées en série et certaines colonnes connectées en parallèle. La connexion des colonnes entre elles (en série ou en parallèle) peut varier au cours du temps, notamment en fonction de l’étape effectuée sur lesdites colonnes.

De préférence, le procédé selon l’invention comprend la régénération de la résine échangeuse d’anions 3. Cette étape est effectuée avec l’aide d’une ou plusieurs solutions de régénération 11 .

De préférence, la solution de régénération 11 (ou lorsque plusieurs solutions de régénération sont utilisées, au moins une, ou de préférence, toutes les solutions de régénération) est une solution basique, de préférence encore une solution, préférentiellement aqueuse, comprenant un sel d’hydroxyde, et de manière particulièrement préférée une solution, préférentiellement aqueuse, comprenant de l’hydroxyde de potassium et/ou de l’hydroxyde d’ammonium. De manière encore plus préférée, la ou les solutions de régénération 11 sont des solutions d’hydroxyde de potassium (KOH) et/ou de d’hydroxyde d’ammonium (NhUOH) dans l’eau. Avantageusement, la solution de régénération a une teneur initiale en hydroxyde de potassium et/ou hydroxyde d’ammonium de 2 à 10 % en poids, de préférence 4 à 6 % en poids. En particulier, la teneur en hydroxyde de potassium et/ou hydroxyde d’ammonium peut être de 2 à 4 %, ou de 4 à 6 %, ou de 6 à 8 %, ou de 8 à 10 %, en poids.

On peut utiliser une ou plusieurs solutions basiques fraîches en tant que solutions de régénération tout au long de la mise en œuvre du procédé, ou bien on peut utiliser une ou plusieurs solutions basiques fraîches en tant que solutions de régénération initiales, les solutions de régénération basiques suivantes provenant des effluents de régénération de la résine échangeuse d’anions, comme décrit ci-dessous.

De manière avantageuse, la ou les solutions de régénération 11 traversent la résine dans le même sens que la fraction à traiter.

En sortie de résine, on collecte un effluent de régénération 12, appelé « deuxième effluent de régénération » dans le présent texte. Ce deuxième effluent de régénération comprend notamment les anions, tels que les ions Ch, SO 4 2 ’ et/ou PO4 3 ', qui se sont adsorbés sur la résine échangeuse d’anions lors de sa mise en contact avec la fraction à traiter.

Le deuxième effluent de régénération 12 peut comprendre un sel de sulfate formé par l’association de l’anion SO4 2 ' provenant par exemple des anions initialement présents dans le flux à traiter, et d’un cation, de préférence NH 4 + et/ou K + , provenant notamment de la solution de régénération.

De préférence, tout ou partie (de préférence tout) du deuxième effluent 12 est mélangé (ou combiné) avec tout ou partie (de préférence tout) de la fraction B du premier effluent de régénération. Le mélange d’effluents obtenu comprend avantageusement au moins un sel de sulfate, de préférence le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium.

De préférence encore, tout ou partie (de préférence tout) du deuxième effluent 12 est mélangé ou combiné avec tout ou partie (de préférence tout) du troisième effluent de régénération 13 (provenant de la régénération de la première résine cationique) et avec tout ou partie (de préférence tout) de la fraction B du premier effluent de régénération. Le mélange d’effluents obtenu comprend avantageusement au moins un sel de sulfate, de préférence le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium

De manière avantageuse, le mélange d’effluents obtenu (que ce soit le mélange du deuxième effluent 12 avec la fraction B du premier effluent, ou le mélange du deuxième effluent 12, de la fraction B du premier effluent et du troisième effluent 13) subit, en tout ou en partie, une concentration par évaporation, dans une unité d’évaporation 4. On obtient alors une fraction concentrée 14 comprenant de preference I au moins un sel de sulfate. Dans certains modes de réalisation, la fraction concentrée 14 peut également comprendre au moins un colorant et/ou au moins une protéine et/ou au moins un acide organique, lorsque le flux d’entrée 6 en contient. De manière avantageuse, la fraction concentrée 14 peut avoir une concentration en matière sèche allant de 200 à 500 g/L. La fraction concentrée 14 peut ensuite être soumise, en tout ou en partie, à une étape de cristallisation, dans une unité de cristallisation 5. De manière préférée, la cristallisation est effectuée par évaporation de la fraction concentrée 14, de manière à atteindre la saturation des sels présents dans la fraction, et plus particulièrement, de préférence, du au moins un sel de sulfate. On obtient ainsi une fraction cristallisée 15, de préférence comprenant l’au moins un sel de sulfate, et une fraction résiduelle non-cristallisée 16. Lorsque le flux d’entrée 6 comprend au moins un acide organique, la fraction non cristallisée 16 comprend de préférence l’au moins un acide organique (elle est alors appelée « fraction organique » dans le présent texte). Lorsque le flux d’entrée 6 comprend au moins un colorant et/ou au moins une protéine, la fraction résiduelle non- cristallisée 16 peut aussi comprendre l’au moins un colorant et/ou l’au moins une protéine.

De préférence, la totalité du mélange est soumis à une évaporation, et éventuellement à une cristallisation.

Alternativement, ou additionnellement, les effluents de régénération de la deuxième résine échangeuse de cations et de la résine échangeuse d’anions peuvent être utilisés pour régénérer ces résines, comme montré sur la figure 2. Plus particulièrement, le deuxième effluent de régénération 12 peut être utilisé, en tout ou en partie, pour régénérer la résine échangeuse d’anions 3. Le deuxième effluent de régénération 12 peut être utilisé en complément d’une autre ou d’autres solution(s) de régénération basique, de préférence comprenant un sel d’hydroxyde, et de manière particulièrement préférée une solution comprenant de l’hydroxyde de potassium et/ou de l’hydroxyde d’ammonium (par exemple, le deuxième effluent de régénération 12 peut être utilisé avant ou après une autre solution de régénération, ou il peut être mélangé avec une autre solution de régénération avant son passage sur la résine). Dans des modes de réalisation, le deuxième effluent de régénération 12 constitue la seule solution de régénération utilisée pour la régénération de la résine échangeuse d’anions 3, après la régénération initiale. Le deuxième effluent de régénération 12 peut être utilisé tel quel, ou il peut être concentré ou dilué avant son utilisation pour régénérer la résine échangeuse d’anions 3, par exemple de telle sorte que la teneur en hydroxyde de potassium et/ou hydroxyde d’ammonium soit de 2 à 10 % en poids, de préférence de 4 à 6 % en poids.

La fraction B peut être utilisée, en tout ou en partie, pour régénérer la deuxième résine échangeuse de cations 2. La fraction B peut être utilisée en complément d’une autre ou d’autres solution(s) de régénération, de préférence une solution d’acide sulfurique (par exemple, la fraction B peut être utilisée avant ou après une autre solution de régénération, ou elle peut être mélangée avec une autre solution de régénération avant son passage sur la résine). Dans des modes de réalisation, la fraction B constitue la seule solution de régénération utilisée pour la régénération de la deuxième résine échangeuse de cations 2, après la régénération initiale. La fraction B peut être utilisée telle quelle, ou elle peut être concentrée ou diluée avant son utilisation pour régénérer la deuxième résine échangeuse de cations 2, par exemple de telle sorte que la teneur en acide sulfurique soit de 1 à 10 % en poids, de préférence de 2 à 10 % en poids, de préférence encore de 3 à 9 % en poids, par exemple d’environ 5 % en poids.

Dans des modes de réalisation, une partie du deuxième effluent de régénération 12 et une partie de la fraction B peuvent être utilisées pour régénérer respectivement la résine échangeuse d’anions 3 et la deuxième résine échangeuse de cations 2 (comme décrit ci-dessus) ; et une autre partie (ou l’autre partie) du deuxième effluent de régénération 12 et une autre partie (ou l’autre partie) de la fraction B peuvent être combinées, éventuellement avec tout ou partie du troisième effluent de régénération 13, et avantageusement subir les traitements décrits ci-dessus en relation avec le mélange d’effluents.

L’étape de mise en contact de la deuxième fraction 8 avec la résine échangeuse d’anions 3 (appelée aussi « chargement de la résine échangeuse d’anions ») et l’étape de régénération de la résine échangeuse d’anions 3 peuvent chacune indépendamment être effectuée en continu. De préférence, chacune de ces étapes (chargement et régénération) est réalisée en continu. Dans ces modes de réalisation, ces étapes sont réalisées au moins partiellement simultanément, chacune sur une colonne (ou sur un ensemble de plusieurs colonnes en série) connectée en parallèle ou en série avec l’autre colonne (ou ensemble de colonnes) sur laquelle (ou lesquelles) est effectuée l’autre étape. De préférence, les points d’entrée de fluide et les points de sortie de fluide de chaque colonne de l’installation d’échange d’ions sont décalés périodiquement, typiquement d une colonne, et de preference simultanément, après l’achèvement de chaque étape.

Un exemple d’installation d’échange d’ions pour la résine échangeuse d’anions comprend 12 colonnes d’échange d’ions comprenant toutes un lit de résine échangeuse de d’anions identique.

De manière moins préférentielle, les étapes de chargement et de régénération de la résine échangeuse d’anions 3 peuvent être réalisées en mode « batch », c’est-à-dire qu’elles sont effectuées uniquement de manière successive, lorsque l’étape précédente est terminée.

Le rendement en espèce non-ionisé du procédé selon l’invention, correspondant au pourcentage molaire d’espèce non-ionisée du flux d’entrée 6 qui est récupéré dans la troisième fraction 9, est avantageusement supérieur ou égal à 90 %, de préférence à 95 %, de préférence encore à 97 %, de préférence encore à 98 %, de préférence encore à 99 %.

De préférence, le taux d’élimination des sels par le procédé selon l’invention, correspondant au pourcentage molaire de sels dissous dans le flux d’entrée qui ne se retrouve pas dans la troisième fraction, est supérieur ou égal à 50 %, de préférence à 80%, de préférence encore à 85 %, de préférence encore à 90 %, de préférence encore à 95 %.

La troisième fraction 9 contenant l’espèce non-ionisée peut être soumise à un ou plusieurs traitements subséquents, telle qu’une concentration, par exemple par évaporation, une déminéralisation, une filtration, un traitement sur charbon actif.

La ou les fractions concentrées 14 comprenant au moins un sel de sulfate et/ou la ou les fractions cristallisées 15 comprenant au moins un sel de sulfate peuvent être utilisées pour la préparation d’un fertilisant.

La ou les fractions organiques peuvent être utilisées pour la préparation d’un aliment, en particulier pour les animaux.

L’invention concerne également un procédé de production d’au moins un sel de sulfate, comprenant les étapes suivantes :

- la fourniture d’un mélange d’effluents de régénération comprenant l’au moins un sel de sulfate ;

- l’évaporation du mélange d’effluents de régénération, de manière à obtenir une fraction concentrée comprenant l’au moins un sel de sulfate ; et

- optionnellement la cristallisation d’au moins une partie de la fraction concentrée de manière à obtenir une fraction cristallisée comprenant l’au moins un sel de sulfate ; dans lequel la fourniture du melange d effluents de regeneration comprend les étapes suivantes :

- la fourniture d’un flux comprenant des cations monovalents, des cations divalents et des anions ;

- la mise en contact du flux avec une première résine échangeuse de cations sous forme sodium et/ou potassium ;

- la collecte d’une première fraction enrichie en cations monovalents et appauvrie en cations divalents par rapport au flux;

- la mise en contact de la première fraction avec une deuxième résine échangeuse de cations sous forme hydronium ;

- la collecte d’une deuxième fraction appauvrie en cations monovalents par rapport à la première fraction ;

- la régénération de la deuxième résine échangeuse de cations avec une solution d’acide sulfurique ;

- la collecte d’un effluent de régénération issu de la deuxième résine échangeuse de cations (appelé « premier effluent de régénération » dans le présent texte) comprenant au moins une fraction A, ladite fraction A comprenant des ions sodium et/ou potassium, et une fraction B, la fraction B étant moins concentrée en ions sodium et/ou potassium que la fraction A;

- la mise en contact de la deuxième fraction avec une résine échangeuse d’anions ;

- la collecte d’une troisième fraction appauvrie en anions par rapport à la deuxième fraction ;

- la régénération de la résine échangeuse d’anions avec une solution comprenant un sel d’hydroxyde, de préférence l’hydroxyde de potassium et/ou l’hydroxyde d’ammonium ;

- la collecte d’un effluent de régénération issu de la résine échangeuse d’anions (appelé « deuxième effluent de régénération » dans le présent texte) ;

- le recyclage de la fraction A du premier effluent de régénération pour régénérer la première résine échangeuse de cations.

- la collecte d’un effluent de régénération issu de la première résine échangeuse de cations (appelé « troisième effluent de régénération » dans le présent texte) ;

- le mélange du deuxième effluent de régénération, de la fraction B du premier effluent de régénération et optionnellement du troisième effluent de régénération, de manière à obtenir un mélange d’effluents de régénération.

De préférence, l’au moins un sel de sulfate comprend, ou consiste en, le sulfate d’ammonium et/ou le sulfate de potassium. De manière avantageuse, le flux comprenant des cations monovalents, des cations divalents et des anions comprend également une espèce non- ionisée et la première fraction, la deuxième fraction et la troisième fraction contiennent chacune l’espèce non-ionisée.

Ce qui a été décrit ci-dessus en relation avec le procédé de purification de l’espèce non-ionisée peut s’appliquer de manière similaire au procédé de production d’au moins un sel de sulfate.