Bibliographie & annexes
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En anglais
Auteur(s)
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Michel PERRUT : Ancien élève de l’École polytechnique - Docteur ès sciences - Président-directeur général de SEPAREX
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les fluides supercritiques et principalement le dioxyde de carbone CO2 sous pression (100-400 bar) et à température voisine de l’ambiante (30-60 C) font l’objet d’un très vif intérêt car leurs propriétés physico-chimiques parti-culières permettent d’envisager des applications dans de nombreux domaines :
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l’extraction à partir de produits solides et le fractionnement de charges liquides sont surtout utilisés en vue d’applications dans les industries alimentaires, l’industrie pharmaceutique et la cosmétologie où les qualités exceptionnelles du dioxyde de carbone conduisent à de nombreux développements. On notera également que des installations de traitement de déchets liquides et solides à grande échelle sont opérationnelles ou en développement ;
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la chromatographie avec éluant supercritique apparaît comme un complément presque indispensable aux chromatographies en phase gazeuse et en phase liquide à haute performance alors que le développement industriel du procédé à l’échelle préparative est en cours ;
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le domaine des matériaux connaît actuellement des développements multiples : transformation et purification/fractionnement des polymères, fabrication de poudres très fines, de fibres, de liposomes, microencapsulation, revêtements et peintures, milieux poreux (mousses, aérogels, céramiques), imprégnation de matrices diverses (polymères, papier, bois,...) ;
-
plusieurs réactions chimiques sont d’ores et déjà opérées à très grande échelle dans des conditions supercritiques et la mise en œuvre de réactions biochimiques dans un solvant supercritique ouvre de nombreux horizons aux réactions enzymatiques ;
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des applications surprenantes des fluides supercritiques sont utilisées en biologie : lyse de cellules, stérilisation, inactivation virale.
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Extraction et fractionnement
En anglais
1. État supercritique
Les corps purs peuvent se trouver soit à l’état solide, soit à l’état liquide, soit à l’état gazeux ; dans le diagramme température-pression (figure 1), les régions correspondant à ces trois états sont séparées par les courbes de changement d’état concourantes au point triple. Il se trouve que la courbe de vaporisation (liquide-gaz) présente un point d’arrêt dit point critique (PC) correspondant à un couple de pression-température (pc , Tc) assez facile à atteindre pour la plupart des composés organiques simples.
Au-delà de ce point critique (
et
), un seul état existe : le fluide est dit supercritique et présente des propriétés très particulières sur lesquelles vont reposer les procédés de mise en œuvre. En effet, les fluides supercritiques et les liquides « subcritiques » (
mais
) sont généralement utilisés dans un domaine de pression allant de 0,9 à 1,2 Tc , où ils ont une masse volumique voisine de celle des liquides, une viscosité à peine supérieure à celle des gaz, une diffusité comprise entre celle des liquides et celle des gaz comme le montre le tableau 1. De plus, on peut facilement faire varier très fortement leur masse volumique et leur pouvoir solvant − par exemple par une détente isotherme comme indiqué sur la figure 2
.
Ces propriétés font des fluides supercritiques des solvants « à géométrie variable » : excellents solvants dans les conditions supercritiques, très mauvais solvants à l’état...
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État supercritique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MC HUGH (M.) et KRUKONIS (V.) - Supercritical Fluid Extraction - . Butterworth ISBN 0-7506-9244-8 1994.
-
(2) - KING (J.W.) et LIST (G.R.) - Supercritical Fluid Technologie in Oil and Lipid Chemistry - . AOCS Press ISBN 0-335315-71-3 1996.
-
(3) - BRUNNER (G.) - Gas Extraction - . Springer 1994 ISBN 3-7985-0944-1 (en allemand), ISBN 0-387-91477-3 (en anglais).
-
(4) - VON ROHR (P.) et TREPP (C.) - High Pressure Chemical Engineering - . Elsevier, ISBN 0-444-82475-8 1997.
-
(5) - BRUNNER (G.) et PERRUT (M.) - Proceedings of the 3 rd International Symposium on Supercritical Fluids - . INPL (Nancy) ISBN 2-905267-23-8 1994.
-
(6) - PELLERIN (P.) et PERRUT (M.) - Actes du 3 e colloque sur les Fluides Supercritiques - . INPL (Nancy) ISBN 2-905267-25-9 1996.
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