Présentation
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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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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Annexe : préparation d’émulsions d’huile de silicone9. Conclusions et perspectives
Étant donné les propriétés uniques des émulsions, la place prépondérante qu’elles occupent dans les industries de formulation (agroalimentaire, cosmétique...) et la demande de produits de plus en plus élaborés, soumis à des cahiers des charges très stricts, il est essentiel de maîtriser les phénomènes mis en jeu lors de l’émulsification afin d’optimiser les conditions opératoires. L’un des problèmes posés reste la disparité entre l’énergie (thermodynamique) théoriquement nécessaire pour accroître l’aire interfaciale et l’énergie réellement consommée. Bien que l’on comprenne maintenant assez bien les mécanismes de fabrication des émulsions, il reste difficile de prévoir avec certitude le résultat exact d’un procédé d’émulsification : en effet, cela impose de considérer la chaîne toute entière de l’élaboration du produit, jusqu’à l’étape de fabrication industrielle, en combinant l’influence des variables de formulation avec celle des variables de procédé. La microstructure du produit, requise par les propriétés d’usage souhaitées, peut dépendre uniquement de critères physico-chimiques, ou devoir être ajustée par les paramètres du procédé, en particulier par le choix de la technologie et de ses conditions d’utilisation (cf. exemples de préparation d’émulsions d’huile de silicone en ).
Malgré l’apparition de nouvelles technologies, permettant un meilleur contrôle et une plus grande maîtrise de l’émulsification, les équipements classiques d’agitation mécanique conserveront une place importante. Si cette étape ne conduit pas à un produit satisfaisant, l’utilisateur devra mettre en œuvre une deuxième étape comprenant un appareil à rotor-stator, un moulin colloïdal ou un homogénéiseur haute pression (voire très haute pression), par exemple. D’un autre côté, les dispositifs de sonication et des procédés économes en énergie, tels que le passage sur membrane, très avantageux pour des opérations en continu, devraient connaître un développement certain mais restent limités...
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