Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article propose une introduction aux émulsions et traite les aspects fondamentaux de leur formation et de leur stabilité, mais aussi leur caractérisation et leur contrôle au niveau industriel. Après quelques définitions, l'aspect physico-chimique de ces systèmes est abordé : mécanismes de rupture des gouttes, instabilités, rôle et critère de choix des émulsifiants. Sont ensuite exposées les stratégies de formulation, le choix des constituants, l'importance du mode opératoire, les difficultés posées par le transfert d'échelle et les techniques par inversion de phases. Les techniques et les procédures de caractérisation des émulsions sont passées en revue : inspection visuelle, microscopie, granulomètre, rhéologie, stabilité à long terme et techniques dites de "vieillissement accéléré". Cet article se termine en évoquant le cas d'émulsions moins ordinaires, comme les émulsions transparentes, concentrées, multiples et stimulables.
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This article provides an introduction to emulsions; it deals with the fundamental aspects of their formation and their stability as well as with their characterization and control at the industrial level. After having provided some definitions this article focuses on the physico-chemical aspects of these systems: drop rupture, droplets instability, role and selection of emulsifiers. The strategies of formulation, choice of components, manufacturing process and difficulties posed by scaling-up issues and phase inversion techniques are presented. Techniques and procedures for the characterization of emulsions are reviewed: visual inspection, microscopy, droplet size, rheology, long-term stability and the so called "accelerated aging" techniques. This article concludes on the case of less common emulsions such as transparent, concentrated, multiple or responsive emulsions.
Auteur(s)
-
Pascal BROCHETTE : Docteur de l'Université Paris , HDR, France - Atellane sarl, l'herbergement, France - Fondateur, formateur et consultant
INTRODUCTION
Le terme émulsion vient probablement du latin « emulgere », qui signifie traire. Ce terme désigne aujourd'hui un système comprenant au moins deux liquides non miscibles, dont l'un est dispersé dans l'autre, sous une forme plus ou moins stable. Rigoureusement parlant, une émulsion est instable du point de vue de la thermodynamique. En pratique, on constate des stabilités qui peuvent atteindre plusieurs années. La stabilisation du système dépend à la fois de l'énergie dépensée pour disperser un liquide dans l'autre, et du savoir-faire du formulateur à qui revient le choix des stabilisants.
La fabrication des émulsions est connue depuis l'antiquité, mais leur étude scientifique ne date que du début du XXe siècle . En quelque 100 ans, la connaissance et l'utilisation des émulsions dans différentes applications a pris une ampleur extraordinaire. Cet article tente de décrire de manière concise, d'une part la physique des émulsions, et d'autre part un aspect pratique de l'élaboration et de l'étude de ces systèmes.
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KEYWORDS
cosmetic | food | pharmaceutical | formulation | emulsification
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1999 par Pascal BROCHETTE
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion5. Émulsions inhabituelles
Jusqu'à maintenant, nous n'avons évoqué que les émulsions simples, comprenant une phase grasse et une phase polaire, d'aspect blanc, et dont la fraction volumique de phase dispersée n'excède pas 40 %. Il existe cependant des systèmes plus complexes, dont les propriétés spécifiques peuvent être recherchées de manière active par les formulateurs.
5.1 Émulsions transparentes
Il est assez aisé de réaliser une émulsion transparente, qui prend l'aspect d'une solution visqueuse ou d'un gel transparent. L'aspect blanc des émulsions est le résultat de la diffusion de la lumière incidente. Cette diffusion est sous l'influence conjointe du nombre et de la taille des gouttelettes, et du rapport des indices de réfraction de la phase dispersée et continue. Si l'on envisage de réduire la taille des gouttelettes pour diminuer l'intensité de la lumière visible diffusée (c'est-à-dire rendre la formulation transparente), il faut changer de technologie et fabriquer une nanoémulsion : cela demande soit un homogénéiseur haute pression, soit la maîtrise des techniques d'inversion de phases .
Il est souvent plus facile de chercher à annuler le contraste optique entre phase continue et phase dispersée en ajustant les indices de réfraction. Cet ajustement peut être obtenu en ajoutant par exemple du glycérol ou du sucrose à la phase polaire pour remonter son indice de réfraction de 1,33 à 1,40 environ. L'indice de la phase grasse pourrait quant à lui être diminué par adjonction d'huile perfluorées, mais leur coût prohibitif rend cette solution industriellement peu attractive.
HAUT DE PAGE5.2 Émulsions concentrées
On parle d'émulsion concentrée lorsque la phase continue est en quantité bien inférieure à celle de la phase dispersée. Au-delà de 74 %...
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Émulsions inhabituelles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LISSANT (K.J.) - Emulsification and demulsification – An historical overview (Émulsification et désémulsion. Tour d'horizon historique). - Colloids Surf., 29, p. 1-5 (1988).
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(2) - BANCROFT (W.D.) - The theory of emulsification I, II, III, IV(La théorie de l'émulsification). - J. Phys. Chem., 16, p. 34-54, Ibid. 345-372, Ibid. 475-512, Ibid. 739-758 (1912).
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(3) - BOURREL (M.), SCHECHTER (R.S.) - Microemulsions and related systems (Microémulsions et systèmes connexes). - Surfactant Sciences Serie, DEKKER (M.) (1988).
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(4) - BIBETTE (J.), LEAL-CALDERON (F.) - Surfactant-stabilized emulsions (Émulsions stabilisées par des tensioactifs). - Current Opinion in Colloid & Interface Science, 1(6), p. 746-751 (1996).
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(5) - KOKAL (S.), ARAMCO (S.) - Crude oil emulsions : A state-of-the-art review (Émulsions de brut pétrolier : revue de l'état de l'art). - Society of Petroleum Engineers (SPE Annaul Technical Conference and Exhibition). Disponible en ligne http://www.onepetro.org (doc ID : 77 497-MS)
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
MALVERN INSTRUMENTS SA (zetamétrie, granulométrie par corrélation de photons [PCS] et diffraction laser [SLS], Analyse d"images) http://www.malvern.co.uk
CORDOUAN TECHNOLOGIE (granulométrie par corrélation de photons [PCS], zetamétrie, systèmes concentrés) http://www.cordouan-tech.com
DISPERSION TECHNOLOGY, INC. (granulométrie par atténuation acoustique, systèmes concentrés) http://www.dispersion.com
COULTRONICS FRANCE S.A. (granulométrie par compteur Coulter, corrélation de photons [diffusion dynamique] et diffraction laser [diffusion statique]) http://www.beckman-coulter.com
BROOKHAVEN INSTRUMENTS, S.A.R.L. (zetamétrie, granulométrie par corrélation de photons [PCS] et diffraction laser [SLS]) http://www.brookhaveninstruments.com
CILAS (granulométrie par corrélation de photons [PCS] et diffraction laser [SLS]) http://www.cilas.com
HORIBA FRANCE SARL (granulométrie par analyse d"images et par diffraction laser [SLS]) http://www.horiba.com/fr/scientific/products/particle-characterization/
SYMPATEC GMBH, System-Partikel-Technik (granulométrie par diffraction laser [diffusion statique] et atténuation...
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