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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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5. Mélangeurs statiques
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Principe et mécanisme
Un mélangeur statique est composé d’un ensemble d’éléments immobiles placés bout à bout dans un tube. Chaque élément a une structure géométrique rigide particulière qui divise le flux et le recombine. En général, le contact entre les fluides a lieu grâce au mouvement radial engendré dans les mélangeurs . L’aire interfaciale générée dépend directement de l’énergie dissipée sous forme de perte de charge. Les fluides sont mis en circulation à l’aide d’une pompe dont les caractéristiques sont fonction de la perte de charge dans le mélangeur statique et des débits désirés.
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Technologie
L’efficacité de l’opération mise en œuvre dans un mélangeur statique dépend beaucoup du régime d’écoulement. Les mécanismes de mélange en régime laminaire et en régime turbulent étant très différents, la plupart des fabricants de mélangeurs statiques ont créé des géométries de mélangeurs spéciales pour chaque type d’écoulement. La figure 10 rassemble les mélangeurs les plus utilisés industriellement pour la production d’émulsions, décrit leur géométrie et précise leurs domaines d’application.
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Propriétés des émulsions générées
Une caractéristique clé des dispersions liquide-liquide formées dans les mélangeurs statiques concerne la répartition granulométrique. Ces dispositifs génèrent des cisaillements et des turbulences homogènes dans le volume du mélangeur, ce qui conduit à des émulsions relativement fines (d 32 » 1 µm) et à une granulométrie resserrée (faible valeur de l’écart-type).
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Paramètres opératoires
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Vitesse d’écoulement
L’émulsion se forme au-delà d’une vitesse minimale d’écoulement ;...
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