Étude d'un procédé de fabrication de microcapsules par émulsification dans un mélangeur statique

par Stéphane Bône

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Denis Poncelet.


  • Résumé

    Ce travail a pour objectif général de montrer la faisabilité et de proposer une méthodologie pour le dimensionnement d'un procédé de fabrication de capsules par l'émulsification de billes d'hydrogel dans mélangeur statique Sulzer SMX, avec une étape d'immobilisation par thermogélification en ligne. Cette opération a l'avantage de supprimer un circuit secondaire destiné au contrôle de la température, et permet de ce fait une économie sur les investissements et l'énergie consommée, mais diminue la souplesse du procédé. Néanmoins, nous avons pu montrer qu'une bonne compréhension des phénomènes permet une maîtrise du procédé en terme de distribution de taille des microcapsules. Un outil prédictif, " SMX-breakup " a été développé pour donner à l'utilisateur la possibilité de prévoir la taille des capsules produites selon les conditions opératoires : choix des fluides , des températures, et des débits. Il est basé sur l'établissement d'un modèle thermique 1D qui décrit l'évolution des températures de la phase continue et de la phase dispersée le long du mélangeur statique. Il est couplé à la cinétique de fragmentation de l'hydrocolloïde, qui dépend elle-même des viscosités de ces phases, outre les conditions hydrodynamiques. Ce modèle ne nécessite aucune constante de calage lié aux conditions, et en ce sens est extrapolable et transposable.

  • Titre traduit

    Study of an hydrogel beads emulsification process by static mixer


  • Résumé

    The main objective of this work is to show the feasibility and to scale up a new process of hydrogel beads formulation by SMX Static mixer. The droplet cooling and breaking take place at the same time which avoid the use of a secondary step to control the temperature. Then, the energy consumption is lower but the process running is tricky. However, we have shown that a good understanding of main phenomena allows the control of the process in term of beads size distribution. A predictive tool, “SMX – break-up” has been developed to give the user the opportunity to predict the final size of beads regarding to the process parameters : Type of fluids, temperatures, flow rate. It is based on a 1D heat transfer model which follow the temperature of the continuous and the dispersed phase through the static mixer. It is coupled with the hydrocolloid break-up kinetic, which depends of the fluid viscosities and the hydrodynamic conditions. It is not necessary to use a fitting constant for this model which allows the scale-up.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (205 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Références bibliogr.. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Nantes. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 2144
  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Technologies.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.