Contribution à l'étude de procédés d'émulsification directs en cuve agitée pour la réalisation d'émulsions concentrées

Contribution to the study of emulsification processes in stirred tank for the production of a concentrated emulsions using the direct way method

• Auteur / Autrice : Bruno Alban
• Direction : Catherine Xuereb
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et environnement
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhéologie

Turbines

Vélocimétrie laser Doppler

Suspensions (chimie)

Émulsions

Résumé

L'évolution radicale du comportement rhéologique d'une émulsion concentrée au cours d'une émulsification directe constitue un verrou majeur du procédé. Les travaux expérimentaux présentés ici visent à améliorer la méthodologie de choix d'un procédé de fabrication d'émulsion concentrée dans une cuve agitée fonctionnant en mode batch. Dans un premer temps, une éttude a porté sur une dispersion d'huile dans l'eau très diluée (5% environ). Le comportement rhéologique n'évoluant pas, la maîtrise de l'hydrodynamique créée permet d'identifier les deux paramètres clefs : le cisaillement maximum et le mouvement global. Des mesures combinées de Granulométrie et de Vélocimétrie Laser à effet Doppler (GLD et VLD) ont été réalisées pour qualifier et quantifier les performances d'une turbine de Rushton et différents systèmes rotor-stators. Dans un deuxième temps, une étude par VLD dans les fluides visqueux modèles transparents (CMC, glycérol) a permis de caractériser différentes hélices pour quantifier leur capacité à créer du pompage, en particulier lorsque la rhéologie évolue. En maîtrisant les paramètres clefs grâce à l'utilisation d'un mobile pompant (système biétagé composé d'hélices) et un mobile très cisaillant (rotor-stator), il a été possible de dessiner un procédé capable de satisfaire le cahier des charges. La taille des gouttes créées est mesurée au cours du temps par granulométrie laser (type MALVERN). L'hydrodynamique est contrôlée par Vélocimétrie Doppler Ultrasonore. Cette technique récente a été comparée au préalable à la VLD pour certaines conditions opératoires. Cette dernière partie nous a permis en outre de rendre compte du fonctionnement énergétique des mobiles et de dresser une méthodologie générale pour résoudre un problème d'émulsification directe en choisissant judicieusement les équipements et en fixant les conditions opératoires les plus favorables au procédé.