Optimal control of crystallization of alpha-lactose monohydrate

16 pagesInternational audienceWe present a mathematical model for solvated crystallization of alpha -lactose monohydrate in semi-batch mode. The process dynamics are governed by conservation laws including population, molar and energy balance equations. We present and discuss the model and then control the process with the goal to privilege the production of small particles in specific the range. We compare several specific and unspecific cost functions leading to optimal strategies with significantly different effects on product quality. Control inputs are temperature, feed rate, and the choice of an appropriate crystal seed

Crystallization of α-glycine by anti-solvent assisted by ultrasound

International audienc

Amorphous magnesium silicate ultrasound-assisted precipitation in a mixing system: Population balance modelling and crystallization rates identification

International audienceNatural talc is a very interesting filler for plastic and rubber materials and paints because it enables polymer matrix properties to be improved. Nano-sized particles are required to get a good dispersion of the solid in the polymer matrix. However, at the moment the main drawback in the use of natural talc is that, with a conventional milling process, nanometric particle sizes are difficult and expensive to obtain. A process of magnesium silicate synthesis made by ultrasound-assisted precipitation has been developed in two steps. The first step consists of the synthesis of amorphous magnesium silicate by precipitation from sodium metasilicate and acid magnesium chloride. In the second step, the amorphous solid is transformed in a crystalline solid under pressure. In this study an ultrasound-assisted synthesis of amorphous magnesium silicate is proposed. Some process parameters (ultrasound power, initial reactants molalities and reactants flow rate) have effects on the particle-size distribution. The population balance is modelled and solved by moments method in the steady state to identify nucleation and growth rates and agglomeration kernel as a function of operating conditions and to understand how these conditions affect the particle-size distribution

Long-term outcome of severe herpes simplex encephalitis: a population-based observational study

Literature review for adult case reports and series of patients undergoing decompressive hemicraniectomy for severe herpes simplex encephalitis. (PDF 57 kb

Contrôle de la cristallisation du alpha-lactose monohydraté

National audienceLa cristallisation est une opération utilisée dans différents domaines industriels comme la pharmacie, l'agro-alimentaire ou la chimie fine. Ce processus consiste à isoler un produit en solution pour le récupérer sous forme solide dans l'objectif de conférer au solide synthétisé des spécifications voulues en vue de contrôler ses propriétés d'usage. Un grand intérêt est porté à l'étude du processus de cristallisation afin de le maîtriser, et donc d'améliorer les propriétés du produit final. Un modèle dynamique fiable décrivant les phénomènes mis en jeu est nécessaire pour l'étudier, et appliquer des stratégies de contrôle afin de produire des solides conformes aux cahiers des charges et aux exigences industrielles. Dans ce travail, nous nous intéressons à la cristallisation du α-lactose monohydraté en mode semi-continu avec ensemencement. Le lactose est un sucre réducteur présent dans le lait, qui existe sous deux formes anomériques α et β en solution (mutarotation). La modélisation mathématique de la cristallisation du α-lactose monohydraté comprend le bilan de population sur les cristaux de α-lactose monohydraté, les bilans de matières sur le α-lactose, le β-lactose et l'eau, avec prise en compte de la mutarotation et le bilan d'énergie. Cette étude présente le contrôle du processus de cristallisation selon deux objectifs d'optimisation : minimisation du taux de nucléation et minimisation du coefficient de variation de la distribution de taille en volume

L'apprentissage en autonomie. Exemple de formation en ligne sur les fondamentaux de la cristallisation

National audienceUn cours en ligne sur les fondamentaux de la cristallisation et la précipitation a été conçu par une communauté de chercheurs et d'enseignants-chercheurs en cristallisation/précipitation. Ce cours vise plusieurs publics : élèves ingénieurs, étudiants de master, doctorants, enseignants, industriels. Aussi correspond-il en pratique à plusieurs types de prestations et d'outils pédagogiques, qui vont au-delà d'un simple document consultable à distance. Le cours propose déjà des outils pédagogiques originaux : - auto-apprentissage avec multiples animations illustratives et entrées possibles, - auto-évaluation à distance, sur la base d'exercices applicatifs interactifs. Pour aller plus loin dans la compréhension de ce qui se passe lors d'une cristallisation, l'intégration de programmes de simulation interactifs dans le support pédagogique a été réalisée. Ces simulateurs pédagogiques permettent de mettre en évidence la sensibilité d'une opération de cristallisation aux valeurs de ses paramètres opératoires

Détection de la nucléation de cristaux de glace au voisinage d'une bulle de cavitation

International audienceThe application of power ultrasound in liquids produces thousands of bubbles. This phenomenon is called acoustic cavitation. The bubbles formed do not have the same size, their oscillations are not in phase, and their spatial density in the fluid is very not homogeneous: this phenomenon is thus very complex and involves multiple variables which are very difficult to isolate. Even if the phenomenon is chaotic, its macroscopic effects on the nucleation and growth of of ice crystals in undercooled solutions are noticeable. These effects have a crucial importance for industrial applications such as freezing and lyophilisation (also called freeze drying) of pharmaceutics products. Although the effects of ultrasound on crystallization are well-known, their physical origin remains unclear. Multi-bubble experiments do not give any hint in the microscopic mechanisms involved. Therefore, in order to isolate the main actor of these effects, this study aims at creating and observing a single cavitation bubble. To do so, a cubic levitation cell with optical glass walls was build. In this cell, in order to maintain a single bubble levitating, a pressure wave is imposed by a piezoelectric ceramic glued to the base of the cell. A piezoelectric microphone is also glued on the lateral wall in order to record the bubble response, which is strongly linked to the bubble dynamics. The presence or appearance of any foreign body near the levitating bubble may perturb the latter and alter the periodicity of its oscillation. We wish to exploit this loss of periodicity for early detection of crystals nucleation near the bubble. As a preliminary step, to simulate the later, a micro-fiber of diameter smaller than 50 μm is approached to the bubble. By performing an autocorrelation study of the microphone signal, we can detect the perturbation of the periodicity of the bubble dynamics. In a second step, crystallization experiments will be conducted, and the detection principle will be used to trigger the recording of images in the early phase of the crystals formation.L'application des ultrasons de puissance dans un liquide produit des milliards de bulles. Ce phénomène est appelé cavitation acoustique. Les bulles formées ne font pas toutes la même taille, leurs oscillations ne sont pas en phase, et leur densité spatiale dans le fluide est très inhomogène: ce phénomène très complexe implique donc de nombreuses variables difficiles à isoler. Même si le phénomène est chaotique, ses effets macroscopiques sur la nucléation et la croissance des cristaux de glace dans une solution sous-refroidie sont notables. Ces effets sont d'une importance capitale pour des applications industrielles comme la congélation ou la lyophilisation. Bien que les effets des ultrasons sur la cristallisation soient réputés, leur origine reste mal connue. Les expériences impliquant des milliards de bulles ne fournissent aucune piste sur les mécanismes microscopiques mis en jeu. Afin d'isoler l'acteur essentiel de ces effets, l'étude menée vise à créer et observer une bulle unique de cavitation. Pour cela, une cellule de lévitation carrée en verre a été conçue. Dans cette cellule, pour maintenir une bulle unique en lévitation, une onde de pression est imposée par un piézoélectrique positionné à la base de la cellule. Un microphone est collé sur une face latérale afin d'enregistrer sa réponse qui est fortement liée à la dynamique de la bulle. Lorsque un corps étranger apparaît ou s'approche de la bulle, il la perturbe et affecte sa périodicité. Nous souhaitons exploiter cette perturbation pour détecter la formation des premiers cristaux au voisinage de la bulle. Dans un premier temps, afin de simuler cette perturbation, une micro-fibre de diamètre inférieur à 50 µm est approchée de la bulle. L'étude de l'auto-corrélation du signal du microphone nous permet de détecter la perturbation engendrée sur la périodicité de la dynamique de bulle. Dans un second temps, des expériences de cristallisation seront menées, et le principe de détection sera alors mis à profit pour déclencher l'enregistrement d'images dans la phase initiale de formation des cristaux

Perturbation of a radially oscillating single-bubble by a micron-sized object

A single bubble oscillating in a levitation cell is acoustically monitored by a piezo-ceramics microphone glued on the cell external wall. The correlation of the filtered signal recorded over distant cycles on one hand, and its harmonic content on the other hand, are shown to carry rich information on the bubble stability and existence. For example, the harmonic content of the signal is shown to increase drastically once air is fully dissociated in the bubble, and the resulting pure argon bubble enters into the upper branch of the sonoluminescence regime. As a consequence, the bubble disappearance can be unambiguously detected by a net drop in the harmonic content. On the other hand, we perturb a stable sonoluminescing bubble by approaching a micron-sized fiber. The bubble remains unperturbed until the fiber tip is approached within a critical distance, below which the bubble becomes unstable and disappears. This distance can be easily measured by image treatment, and is shown to scale roughly with 3–4 times the bubble maximal radius. The bubble disappearance is well detected by the drop of the microphone harmonic content, but several thousands of periods after the bubble actually disappeared. The delay is attributed to the slow extinction of higher modes of the levitation cell, excited by the bubble oscillation. The acoustic detection method should however allow the early detection and imaging of non-predictable perturbations of the bubble by foreign micron-sized objects, such as crystals or droplets

Prediction of the acoustic and bubble fields in insonified freeze-drying vials

The acoustic field and the location of cavitation bubble are computed in vials used for freeze-drying, insonified from the bottom by a vibrating plate. The calculations rely on a nonlinear model of sound propagation in a cavitating liquid [Louisnard, Ultrason. Sonochem., 19, (2012) 56-65]. Both the vibration amplitude and the liquid level in the vial are parametrically varied. For low liquid levels, a threshold amplitude is required to form a cavitation zone at the bottom of the vial. For increasing vibration amplitudes, the bubble field slightly thickens but remains at the vial bottom, and the acoustic field saturates, which cannot be captured by linear acoustics. On the other hand, increasing the liquid level may promote the formation of a secondary bubble structure near the glass wall, a few centimeters below the free liquid surface. These predictions suggest that rather complex acoustic fields and bubble structures can arise even in such small volumes. As the acoustic and bubble fields govern ice nucleation during the freezing step, the final crystal’s size distribution in the frozen product may crucially depend on the liquid level in the vial

Risques liés à la pratique sportive en plein air – exemple du Padel. Rôle du pharmacien

Le Padel est un sport de raquette très répandu dans les pays hispaniques. Ces dernières années, il est de plus en plus pratiqué en France de part sa facilité de prise en main et son coté très ludique. Ainsi de plus en plus de débutants se lancent dans cette pratique, et sont donc plus soumis aux risques de blessures.Dans la pratique quotidienne de l’exercice du pharmacien, nous rencontrons une recrudescence de patients se présentant au comptoir, désireux de conseils lors de traumatismes légers ou de blessures. Il est important que le pharmacien puisse apporter une réponse adaptée à chaque demande. Pour cela, une mise à jour régulière de ses connaissances est essentielle pour délivrer les bons conseils et recommandations à suivre selon l’état de santé du patient. C’est dans ce contexte que nous allons travailler sur cette thèse. Le sport en général étant un facteur de risque de blessure nous allons étudier comment anticiper, prévenir et traiter ces blessures.Dans une première partie nous allons revoir des rappels d’anatomies et de physiopathologies. Tout d’abord concernant le squelette, véritable « charpente » du corps humain ainsi que le système articulaire, en nous attardant essentiellement sur les articulations synoviales sollicitées dans la pratique sportive. Nous verrons également les différences entre les tendons et les ligaments ainsi que le système musculaire, notamment le fonctionnement des muscles striés squelettiques mis en jeu lors des mouvements. Ensuite, nous nous intéresserons au Padel, de son origine par la création du jeu de paume, aux différentes modifications qui lui ont été apporté jusqu’à aujourd’hui