Bibliographie & annexes
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En anglais
RÉSUMÉ
Les émulsions sont des dispersions diphasiques liquide-liquide, utilisées dans de nombreux domaines industriels. Les propriétés des émulsions (type, viscosité, granulométrie, stabilité) dépendent à la fois de la composition, de la température et du mode de fabrication. Cet article présente des notions sur la formulation et la caractérisation des émulsions, puis il aborde les mécanismes intervenant au cours de l’émulsification.
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Emulsions are biphasic liquid-liquid dispersions used in a lot of industrial fields. Emulsion properties (type, viscosity, particle size distribution, stability) depend on their composition as well as temperature and processing. This article introduces some notions on emulsion formulation and characterization, then discusses the mechanisms involved in emulsification processes.
Auteur(s)
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Jean-Paul CANSELIER : Ingénieur ENSCT - Docteur-ingénieur - Docteur d’État Pompertuzat, France
-
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), France
INTRODUCTION
Les émulsions sont des dispersions liquide-liquide : les émulsions simples appartiennent à deux types : eau-dans-huile (E/H) ou huile-dans-eau (H/E) et les émulsions multiples (en fait doubles) aux types E/H/E ou H/E/H. De granulométrie et de stabilité cinétique variables, elles évoluent fatalement mais plus ou moins rapidement, selon différents processus de migration et/ou de grossissement des gouttelettes, vers une séparation de phases. Parfois présentes dans la nature, elles peuvent se former temporairement au cours de certains procédés industriels, mais sont le plus souvent fabriquées comme produits formulés en vue de l’obtention de propriétés d’usage désirées : on les rencontre dans les domaines les plus variés, de l’alimentation aux explosifs en passant par la pharmacie, la cosmétique, le textile, les lubrifiants, la papeterie, les peintures, l’exploitation du pétrole et la minéralurgie. Leurs propriétés (type, viscosité, granulométrie, stabilité) dépendent à la fois de la composition (formulation), de la température et du mode de fabrication (procédé). Outre quelques cas d’émulsions indésirables (exemple : dans l’exploitation du pétrole), ou souhaitables temporairement (exemple : au cours d’une réaction chimique ou d’une extraction), on cherche à satisfaire les critères permettant de préparer des émulsions les plus stables possible afin de les conserver longtemps. Après quelques rappels sur la formulation et la caractérisation des émulsions, dans cet article, on s’intéresse à l’énergie mise en jeu au cours de l’émulsification (dissipation visqueuse, déformation des gouttes...) et on présente les mécanismes intervenant au cours des procédés : formation et rupture de gouttes, effet de l’émulsifiant.
Dans l’article suivant [J 2 153] sont décrits les principaux procédés industriels de préparation, leur technologie et l’appareillage nécessaire.
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KEYWORDS
dispersion | water in oil | oil in water | interfacial tension
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 2004 par Jean-Paul CANSELIER, Martine POUX
DOI (Digital Object Identifier)
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Émulsions : formulation et caractérisation
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4. Glossaire
Analyse Calorimétrique Différentielle ACD (ou calorimétrie différentielle à balayage) ; Differential Scanning Calorimetry DSC
Technique d’analyse thermique qui mesure les différences des échanges de chaleur entre un échantillon à analyser et une référence.
Binodale (courbe) ; binodal (curve)
Courbe qui d élimite le domaine de non-miscibilité d’un mélange et indique la composition des phases coexistant à l’équilibre. C’est le lieu des points pour lesquels le potentiel chimique des constituants est identique dans les deux phases.
Boltzmann (constante de) ; Boltzmann constant
Facteur de proportionnalité reliant la température thermodynamique d’un système à son énergie au niveau microscopique, dite énergie interne :
Capillaire (nombre) ; capillary number
Nombre adimensionnel utilisé en mécanique des fluides : il représente le rapport entre les forces visqueuses et la tension superficielle et correspond également au rapport des nombres de Weber et de Reynolds. Le nombre capillaire critique désigne la valeur au-dela de laquelle une gouttelette se brise en écoulement laminaire.
Cristal liquide lyotrope ; lyotropic liquid crystal
État mésomorphe (intermédiaire entre liquide et solide) obtenu par le mélange de certaines substances (exemple : agents tensioactifs) avec un solvant, par opposition au cristal liquide thermotrope, obtenu avec une substance pure dans un certain domaine de température.
Diffusion multiple de la lumière (mode statique) ; static multiple light scattering
Les photons (dans le proche infrarouge : λ = 880 nm), envoyés sur un échantillon et diffusés un grand nombre de fois par les particules (ou gouttelettes) du milieu dispersé, sont analysés par deux détecteurs synchrones placés respectivement à 135° (rétrodiffusion, pour les échantillons opaques) et 0° (transmission, pour les échantillons transparents) par rapport à la source lumineuse.
DLVO (théorie) ; DLVO theory
Due à Deryaguin, Landau, Verwey et Overbeek, elle explique quantitativement l’agrégation des dispersions aqueuses...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BECHER (P.) - Emulsions : theory and practice. - KRIEGER (R.E.) Pub. Co (1977).
-
(2) - TADROS (T.F.) - Emulsion formation, stability and rheology. - Dans : Emulsion Formation and Stability (TADROS (T.F.), éd.) John Wiley and Sons, ch. 1, p. 1-75 (2013).
-
(3) - SERDAROGLU (M.), ÖZTÜRK (B.), KARA (A.) - An overview of food emulsions : description, classification and recent potential applications. - Turkish J. Agriculture, Food Sci. Technol., 3, n° 6, p. 430-438 (2015).
-
(4) - SAIFULLAH (M.), AHSAN (A.), SHISHIR (M.R.I.) - Production, stability and application of micro- and nanoemulsion in food production and food processing industry. - Dans : Emulsions : Nanotechnology in the AgriFood Industry, GRUMEZESCU (A.M.) éd., Academic Press, Elsevier Inc., Londres, vol. 3, ch. 12, p. 405-442 (2016) doi.org/10.1016/B978-0-12-804306-6.00012-X
-
(5) - LEGRAND (J.) (éd.) - Émulsions alimentaires et foisonnement, théorie et applications. - ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Recueil de normes françaises : agents de surface, détergents, savons. Paris – La Défense - AFNOR - 1986
-
Measurement and characterization of particles by acoustic methods – Part 1 : Concepts and procedures in ultrasonic attenuation spectroscopy - ISO 20998-1 - 2006
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
MALVERN INSTRUMENTS SA (zetamétrie, granulométrie par corrélation de photons [PCS] et diffraction laser [SLS], Analyse d’images) http://www.malvern.co.uk
CORDOUAN TECHNOLOGIE (granulométrie par corrélation de photons [PCS], zêtamétrie, systèmes concentrés) http://www.cordouan-tech.com
DISPERSION TECHNOLOGY, INC. (granulométrie par atténuation acoustique, systèmes concentrés) http://www.dispersion.com
COULTRONICS FRANCE SA (granulométrie par compteur Coulter, corrélation de photons [diffusion dynamique] et diffraction laser [diffusion statique]) http://www.beckman-coulter.com
BROOKHAVEN INSTRUMENTS, SARL (zêtamétrie, granulométrie par corrélation de photons [PCS] et diffraction laser [SLS]) http://www.brookhaveninstruments.com
CILAS (granulométrie par corrélation de photons [PCS] et diffraction laser [SLS]) http://www.cilas.com
FORMULACTION (Turbiscan : déstabilisation des émulsions suivie par diffusion multiple de la lumière en mode statique, et taille des gouttes ; rhéologie) http://www.formulaction.com
HORIBA FRANCE SARL (granulométrie par analyse d’images et par diffraction laser [SLS]) http://www.horiba.com...
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