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des thèses françaises
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Extrapolation de conditions opératoires de fabrication d'émulsions à usage cosmétique lors du passage de l'échelle laboratoire aux échelles pilote et industrielle
| Auteur / Autrice : | Sandrine Torandell |
| Direction : | Lionel Choplin |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Sciences et techniques |
| Date : | Soutenance en 1999 |
| Etablissement(s) : | Vandoeuvre-les-Nancy, INPL |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Dans l'industrie cosmétique, la fabrication de lotions (émulsions macroscopiques) s'effectue souvent en mode semi-batch. Les protocoles de fabrication de ces lotions sont définis et extrapoles aux différentes échelles de production de façon très empirique. Afin de réduire cet empirisme, il est possible d'appliquer les méthodes du génie des procédés. Nous avons choisi une formulation modèle de lotion cosmétique, caractéristique de cette gamme de produits, dont le comportement rhéologique s'est avéré sensible aux fluctuations de protocole de fabrication. La qualité de l'émulsion finale a été définie par rapport a sa rhéologie (comportement en écoulement et spectroscopie mécanique) et a ses caractéristiques sensorielles. Les réacteurs de fabrication utilisés sont équipés de deux outils distincts : un outil de macro mélange pour l'homogénéisation, les transferts thermiques et l'alimentation du deuxième outil, une turbine cisaillante pour la rupture des gouttes. Nous avons utilise plusieurs tailles de réacteurs, depuis le microréacteur jusqu'aux réacteurs pilotes et de production industrielle, en passant par des mini-reacteurs de laboratoire. Les trois réacteurs de plus petite taille ont été équipés de capteurs de couple sur l'outil de macro mélange afin d'assurer le suivi in situ d'une viscosité de procédé pendant les différentes phases de la fabrication, notamment la phase d'émulsification proprement dite et la phase de gélification de la phase continue. Ils constituent alors ce que nous avons appelé des rhéo-réacteurs. Nous avons propose et valide deux critères d'extrapolation, le premier, lié à l'outil de macro mélange, basé sur une puissance volumique constante, et le second, appliqué simultanément et lié à la turbine cisaillante, basé sur une énergie volumique constante. Pour ce dernier critère, le volume de référence choisi est le volume cisaille dans la turbine.