Transfert de matière liquide-liquide en micro-canal : application à la réaction chimique

Liquid-liquid mass transfer in a microchannel : application to chemical reaction

• Auteur / Autrice : Nathalie Di Miceli Raimondi
• Direction : Laurent E. Prat, Patrick Cognet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réactions chimiques

Transitions de phases

Écoulement monophasique

Résumé

La miniaturisation est une voie d'intensification pour la mise en oeuvre de procédés limités par les transferts thermique ou massique. La particularité des appareils micro-structurés vient en premier lieu de l'impact favorable de la réduction de taille des appareils sur les aires spécifiques d'échange. Dans notre étude, nous avons également montré que la miniaturisation conduisait à des écoulements présentant des structures hydrodynamiques favorables au transfert de matière liquide-liquide : le confinement des gouttes engendre des cinétiques de transfert plus rapides qu'en appareils conventionnels. Nous avons aussi étudié le couplage entre transfert et réaction en micro-canal. L'ensemble de ce travail a montré que les corrélations traditionnellement appliquées conduisaient à de mauvaises prédictions des flux transférés à l'échelle micrométrique en système réactionnel ou non. La manière d'appréhender et de modéliser le transfert doit donc tenir compte du degré de confinement des écoulements liquide-liquide

Miniaturisation is a way to intensify processes limited by thermal or mass transfers. The particularity of micro- tructured devices resides in the favourable impact of size reduction on the specific exchange area of the devices. In our study, we also showed that miniaturisation allows the generation of flows characterized by hydrodynamic structures favourable to liquid-liquid mass transfer: droplets confinement leads to mass transfer kinetics higher than those observed in conventional apparatuses. We also studied the coupling between transfer and reaction in microchannels. This whole work showed that correlations traditionally applied leads to unreliable predictions of mass transfer fluxes in micro-scaled systems with reaction or not. The way of conceiving and modelling transfer must take into account the confinement degree of liquid-liquid flows