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RÉSUMÉ
Les mousses sont présentes dans beaucoup de procédés industriels, qu'elles soient recherchées ou au contraire combattues. Agiter ou transporter une solution contenant une impureté ou, a fortiori, un tensioactif, provoque l'apparition immédiate et automatique de mousses. Cet article présente les conditions théoriques de formation des mousses ainsi que les principaux moyens pour les déstabiliser.
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Vance BERGERON : DocteurÉcole normale supérieure de Lyon
INTRODUCTION
Les mousses sont omniprésentes dans l’industrie : tantôt recherchées, tantôt combattues. Les exemples de « chasse » aux mousses ne manquent pas : dans l’industrie chimique, bien sûr, dans ses procédés d’extraction liquide/ liquide, de polymérisation en émulsion et de fermentation. Chaque fois que l’on agite ou que l’on transporte une solution contenant une impureté ou, a fortiori, un tensioactif, l’apparition de mousses est immédiate et automatique.
Cette formation de mousses peut mettre en danger les conditions opératoires ou dégrader les performances des produits fabriqués. Ce fascicule présente d’une manière théorique les conditions de formation des mousses ainsi que les principaux moyens pour les déstabiliser.
Dans une deuxième partie Antimousses et agents démoussants- Mise en œuvre industrielle, nous aborderons les pratiques industrielles les plus courantes de démoussage et d’antimoussage.
Cette étude sur les antimousses et les agents de démoussage se décompose donc en deux fascicules :
-
— J 2 205 - Antimousses et agents démoussants. Mécanismes d’action ;
-
—Antimousses et agents démoussants- Mise en œuvre industrielle - Antimousses et agents démoussants. Mise en œuvre industrielle ; auxquels se rattache un fascicule de documentation ( - Antimousses et agents démoussants. Pour en savoir plus).
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Mécanismes du démoussage et de l’antimoussage
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3. Formulations pour le démoussage et l’antimoussage chimiques
Dans de nombreux procédés de fabrication, la formation de mousses est absolument rédhibitoire. Les industries concernées doivent alors faire appel à des démoussants ou des antimousses chimiques.
Un démoussant chimique est, en général, une formulation qui détruit une mousse : il s’agit d’éliminer une mousse déjà formée.
Un antimousse chimique est, au contraire, une formulation qui empêche la formation d’interfaces gaz/liquide stables dans la solution : il s’agit de prévenir la formation de mousses stables. Ce qui veut dire concrètement que l’antimousse est ajouté avant que la mousse soit éventuellement susceptible de se former tandis que le démoussant est ajouté lorsque la mousse est déjà formée, en général de manière accidentelle.
Mais la différence reste strictement formelle car, en pratique, les termes et les produits sont utilisés et formulés indistinctement.
Les démoussants ou les antimousses sont donc à base de savons, des carboxylates essentiellement, d’amides (des monoamides de préférence), d’esters d’acide phosphorique, de mélanges d’huiles minérales, d’alcools à chaîne courte, de tensioactifs fluorés, de mélanges de silice hydrophobée et d’huiles silicones. Par la suite, nous tenterons une interprétation physique du mode d’action de ces agents démoussants/antimousses pour en faciliter le choix et les recommandations d’emploi.
S’il existe une grande variété et une large gamme d’antimousses (tableau 1), un même principe de formulation les unit : il s’agit toujours d’un composé fluide et l’on distingue les huiles chargées des huiles non chargées.
Les antimousses chargés contiennent en général de faibles concentrations de particules minérales finement divisées (3 à 10 % en masse) (figure 4). Dans la plupart des cas, c’est de la silice calcinée qui est utilisée, dont la taille des particules est de l’ordre de 0,1 à 1 micromètre. Ces particules subissent en général un traitement hydrophobe pour augmenter leur dispersibilité dans l’huile de base. Cette huile est en principe une huile minérale ou une huile de polydiméthylsiloxane non modifiée. Ce sont les seules huiles qui ont vraiment des propriétés antimousses mais...
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ANNEXES
Le marché des antimousses est à la fois très important et très segmenté ; il est pratiquement impossible d’obtenir des informations sur la taille précise de ce marché. Il y a trop de producteurs et de situations auxquelles ils ont à faire face. Les chiffres de production européens les plus récents sont de 12 000 tonnes par an d’antimousses à base d’huile de silicone et 18 000 tonnes par an à base d'hydrocarbures.
Les producteurs diffèrent à la fois par leurs orientations et leurs lignes de produits. Ce sont tantôt de grands producteurs multinationaux, disposant d’installations volumineuses pour formuler des produits à effet multi-usage, tantôt des producteurs régionaux qui portent leur attention à des industries spécifiques et offrent des solutions à des problèmes bien spécialisés. La diversité des gammes de produits et de leurs applications explique la longue liste de fabricants (plus d’une centaine) qui parfois fournissent des produits relativement chers. Il est donc impossible d’en dresser une liste exhaustive. Le tableau ne donne qu’un aperçu général du marché.
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Ouvrages généraux
OWENS (M.J.) - Defoamers. - Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4e éd....
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