Article de référence | Réf : J8065 v1
Auteur(s) : Béatrice BISCANS, Isaac RODRIGUEZ-RUIZ, Sébastien TEYCHENE
Date de publication : 10 févr. 2021
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Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (362 articles en ce moment)
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La manipulation des fluides à petite échelle permet de contrôler précisément et localement les concentrations des espèces en solution, et donc la sursaturation du soluté à cristalliser. Le choix du mode de création de la sursaturation (définie comme le rapport entre l’activité du soluté en solution et son activité à l’équilibre) est basé, comme dans le cas des réacteurs de cristallisation macroscopiques, sur l’évolution de la courbe de solubilité du produit en fonction d’un ou plusieurs paramètres physico-chimiques (pH, pression, température, force ionique, …). Ainsi, trois grandes familles de méthodes de génération de la sursaturation au sein des gouttes sont couramment utilisées : la cristallisation par réaction chimique, l’ajout d’un antisolvant et la voie thermique par changement de température ou évaporation de la solution.
Dans le cas de cristallisation réactive, deux gouttes de solutions contenant respectivement le réactif 1 et le réactif 2, sont mélangées pour mettre en œuvre la réaction ; le paramètre clé est la qualité du mélange des fluides ;
Dans le cas de l’utilisation d’un antisolvant ajouté à la solution initiale, l’effet est de diminuer la solubilité du soluté pour conduire à sa sursaturation ; la qualité du mélange des fluides est aussi le paramètre clé ;
Lorsque la cristallisation est assurée par changement de température ou par évaporation ; le paramètre clé est le contrôle de la vitesse de refroidissement ou d’évaporation, ainsi que l’homogénéité de la température dans le système.
2.1 Sursaturation générée par mélange dans des gouttes
Lorsque la sursaturation est générée par mélange de plusieurs liquides piégés dans des gouttes, la concentration visée et la sursaturation se déduisent directement du rapport des débits utilisés pour faire circuler (et/ou coalescer) les gouttes :
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OPÉRATIONS UNITAIRES. GÉNIE DE LA RÉACTION CHIMIQUE
(1) - GANÁN-CALVO (A.M.), GORDILLO (J.M.) - Perfectly monodisperse microbubbling by capillary flow focusing. - Physical review letters. 87:274501 (2001).
(2) - GARSTECKI (P.), GITLIN (I.), DILUZIO (W.), WHITESIDES (G.M.), KUMACHEVA (E.), STONE (H.A.) - Formation of monodisperse bubbles in a microfluidic flow-focusing device. - Applied Physics Letters. 85:2649-51 (2004).
(3) - LINK (D.), ANNA (S.L.), WEITZ (D.), STONE (H.) - Geometrically mediated breakup of drops in microfluidic devices. Physical review letters. - 92:054503 (2004).
(4) - TAN (Y.-C.), FISHER (J.S.), LEE (A.I.), CRISTINI (V.), LEE (A.P.) - Design of microfluidic channel geometries for the control of droplet volume, chemical concentration, and sorting. - Lab on a Chip. 4:292-8 (2004).
(5) - PIT (A.M.), DUITS (M.H.), MUGELE (F.) - Droplet manipulations in two phase flow microfluidics. - Micromachines. 6:1768-93 (2015).
...
Fournisseurs de dispositifs microfluidiques (liste non exhaustive)
Micronit
Dolomite
https://www.dolomite-microfluidics.com
Microfluidic chip shop
https://www.microfluidic-chipshop.com
Fluigent
https://www.fluigent.com/microfluidics
Laboratoires travaillant sur le sujet (liste non-exhaustive)LGC-Laboratoire de Génie Chimique UMR 5503 - Toulouse
CINAM-Centre de Recherche en Matière Condensée et Nanosciences, UMR 7325-CNRS, Marseille.
http://www.cinam.univ-mrs.fr/cinam/
ICMCB -Institut de Chimie de la Matière Condensée -Bordeaux
https://www.icmcb-bordeaux.cnrs.fr
LOF Laboratoire du futur UMR5258 -Pessac
IPGG Institut Pierre Gilles de Gennes pour la Microfluidique- Paris
Laboratoire SMS
https://www.labsms.univ-rouen.fr/
GdR MNF
https://www.gdrmicrofluidique.com/le-gdr/
GdR Synth_Flux
https://wwwgdrsynth-flux.cnrs.fr/le-gdr/
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