Etude de la mouillabilité dans les contacteurs liquide-liquide

Study of wettability in liquid-liquid contactors

• Auteur / Autrice : Mathieu Pétrissans
• Direction : Christophe Gourdon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hystérésis

Adsorption

Mouillage (chimie des surfaces)

Mots clés libres

Contacteur liquide-liquide

Coalescence goutte-paroi

Résumé

Dans ce travail, nous avons aborde les phenomenes de mouillabilite, d'adhesion et de coalescence, dans les contacteurs liquide-liquide munis d'internes (plateaux, garnissage). L'etude de l'angle de contact a l'equilibre a permis de montrer que dans le cas des solides a haute energie (verre, uranus, inox), la mouillabilite des solides vis a vis de gouttes de phases organiques dependait plus de la tension interfaciale liquide-liquide que de la nature du solide, ces resultats pouvant etre interpretes dans ce cas par la loi d'young. L'interpretation de nos resultats a l'aide du modele de hough et white n'est pas adaptee, soit parce que des effets non-dispersifs dominent (interactions polaires, liaison hydrogene) soit parce que les distances de coupure ne peuvent etre considerees comme identiques. L'analyse bibliographique realisee sur l'adhesion, fait clairement apparaitre que la force d'adhesion est proportionnelle au produit de l'hysteresis, de la tension interfaciale et d'une unite de longueur (largeur de la ligne de contact). Cependant, il existe une ambiguite sur la valeur du coefficient de proportionnalite qui varie suivant les systemes etudies. Dans le cas des solides a haute energie, nous avons pu observer que la valeur de ce coefficient n'etait pas une caracteristique du solide mais de la phase organique et que ses variations s'ecartaient fortement des predictions du modele propose par extrand et kumagai, qui relie ce coefficient au parametre d'elongation par une fonction affine. Nos resultats semblent indiquer que, dans la gamme des largeurs d'hysteresis mesurees, l'ordre de grandeur de la force d'adhesion est determine par la tension interfaciale. Concernant la coalescence goutte-film et goutte-paroi, le drainage du film est controlee par les forces capillaires, l'effet des forces a longue portee n'etant pas mesurable. Les resultats montrent que le temps de coalescence est sensiblement constant dans le cas de la coalescence goutte-film, tandis que c'est une fonction decroissante de la tension interfaciale dans le cas de la coalescence goutte-solide. Ce resultat n'est pas traduit par les modeles de coalescence disponibles dans la litterature. Nous avons egalement etabli les bases d'un modele de transport d'une population de gouttes dans un contacteur muni d'internes (colonne d'extraction ou coalesceur) dans lequel les mecanismes de coalescence et de relargage (demouillage) des gouttes sur les parois des internes sont decrits