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RÉSUMÉ
Cet article décrit les différents procédés industriels d'obtention des émulsions, depuis les techniques d'agitation mécanique jusqu'aux techniques à membranes. Il constitue une aide à la décision pour le choix d'une technique. En effet, pour une même formulation, plusieurs technologies sont possibles, avec des paramètres opératoires et des caractéristiques différents.
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Martine POUX : Ingénieur ENSCT, Docteur de l’INPT, HDR - Ingénieur de Recherche à l’INP de Toulouse Laboratoire de Génie chimique UMR CNRS 5503 INPT/UPS, École nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques, Toulouse (ENSIACET)
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Jean-Paul CANSELIER : Ingénieur ENSCT, Docteur d’État - Maître de conférences à l’INP de Toulouse (ENSIACET)
INTRODUCTION
Cet article a pour but de guider le choix de l’utilisateur en décrivant et en expliquant les principaux procédés industriels de préparation des émulsions, depuis les techniques classiques d’agitation mécanique jusqu’aux techniques à membranes. Sachant que, pour une formulation et des conditions données, il n’existe pas de solution unique permettant d’obtenir une émulsion stable, dans chacun des cas, à titre comparatif, la technologie, les paramètres opératoires, les propriétés des émulsions générées et les domaines d’utilisation sont précisés en vue d’une aide à la décision.
Pour un rappel sur les mécanismes de formation des émulsions, le lecteur pourra consulter l’article précédent des mêmes auteurs, ainsi que la référence parue dans ce traité.
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VERSIONS
- Version courante de avr. 2023 par Martine POUX, Jean-Paul CANSELIER
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3. Émulsification par agitation mécanique
3.1 Appareils
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Principe et mécanismes
Le but de ces appareils est de créer un bon cisaillement pour favoriser la rupture des gouttes ; en ce sens, les mobiles d’agitation radiaux sont bien adaptés. Mais le rôle de l’agitateur ne se limite pas seulement à la formation des gouttelettes en cuve agitée : il doit assurer aussi une bonne recirculation, afin de fournir une distribution de tailles assez étroite car, lorsque les gouttes s’éloignent de l’agitateur, donc de la zone de cisaillement, elles ont tendance à coalescer. Un équilibre rupture-coalescence est donc atteint. En règle générale, plus la dispersion sera difficile à effectuer, plus le cisaillement devra être intense et nécessitera l’ajout d’homogénéiseurs 3.1.2.
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Technologie
Les mobiles bien adaptés sont des mobiles comme la turbine de type Rushton ou la turbine à pales inclinées générant un fort cisaillement accompagné d’un bon débit de pompage. Lorsque la dispersion est facile à mettre en œuvre, l’utilisation de mobiles axiaux, comme les hélices, est suffisante. Dans les cas difficiles, on peut choisir des outils très cisaillants comme les dilacérateurs, mais il convient alors de les associer à des mobiles créant une circulation comme des hélices, des ancres... Les différents modes de circulation des fluides dans une cuve agitée selon la nature du mobile d’agitation sont présentés dans la référence .
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Propriétés des émulsions...
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Émulsification par agitation mécanique
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