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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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Lire l’articleAuteur(s)
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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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4. Homogénéiseurs haute pression
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Principe et mécanisme
Ces systèmes fonctionnent selon le principe de la pompe à piston : on force à passer par un orifice de très petite dimension une préémulsion très fortement comprimée ; à la sortie du dispositif, une détente subite engendre un phénomène de cavitation provoquant l’éclatement des gouttes par l’implosion de microbulles de gaz (cf. § 2.3.4 de l’article [J 2 152]).
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Technologie
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Pour les systèmes fonctionnant sous moyenne pression (jusqu’à 80 MPa), la préémulsion est envoyée par un piston dans un entrefer étroit ou dans une filière (∅ < 10 µm). Le mélange sous pression est successivement laminé, soumis à de fortes dépressions puis à de fortes pressions : la cavitation aboutit alors à une véritable pulvérisation des gouttelettes. On peut augmenter le cisaillement en utilisant des filières striées, taraudées ou des valves de géométrie particulière (figure 9 a ).
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Dans d’autres dispositifs travaillant sous pression allant jusqu’à 100 MPa, la préémulsion est introduite dans une chambre de turbulence par un orifice de très petit diamètre (0,2 mm) et est soutirée par un orifice de diamètre légèrement plus grand décalé par rapport à l’entrée . Récemment, un procédé sous très haute pression (jusqu’à 350 MPa) et créant des taux de cisaillement beaucoup plus élevés a été développé ...
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