Procédés basse énergie pour la production d'émulsions très concentrées huile dans eau : caractérisation, intensification et applications

Abstract

High Internal Phase Ratio (HIPR) emulsions are encountered in a wide variety of industrial applications: agrochemicals, petrochemical, cosmetics etc. The aim of this study is to characterize a new low energy mixer called two-rod mixer (TRM). This TRM allows the creation in one step of HIPR emulsion of viscous oil (91%) in water. The different phases of the HIPR emulsification in the batch TRM (B-TRM) have been highlighted, as well as their characteristics times. We show that it is possible to control the droplet size distribution and so the properties of the HIPR made. Furthermore, the energy input during the emulsification is relatively low. Lastly, this batch process has been transposed in a continuous one (C-TRM) that conserves the main characteristics of the batch process: controlled production of uni-modal HIPR emulsion with a low energetic cost and without heating of fluids.Les émulsions très concentrées sont présentes dans de nombreux domaines tels que l'agroalimentaire ; la cosmétique ; la pétrochimie etc. L'enjeu de cette étude de thèse est de caractériser un nouveau type de mélangeur basse énergie appelé mélangeur à deux barreaux (MDB) permettant d'obtenir en une seule étape une émulsion très concentrée d'huile (91%) visqueuse dans de l'eau. Ce travail a permis de définir les grandes étapes et la cinétique de formation de ce type d'émulsion au sein de ce mélangeur deux barreaux en cuve (MDB-Cuv.). Il a également été montré que ce mélangeur permet de contrôler la taille des gouttes et donc les propriétés de l'émulsion formée tout en étant très compétitif d'un point de vue énergétique. Enfin, ce procédé en cuve a pu être adapté en continu (MDB-Cont.) tout en conservant ses principales caractéristiques : production contrôlée d'émulsion uni-modale à faible coût énergétique et sans échauffement des fluides. Mots clefs : Emulsions concentrées, Emulsification basse énergie, Procédé, Rhéologie des émulsions concentrées, Contrôle et caractérisation de la taille des gouttes, Intensification