Emulsion

Une émulsion est un système dispersé dans lequel deux liquides non miscibles sont répartis si finement que l’une des phases se présente sous forme de petites gouttelettes dans l’autre phase. Des exemples courants sont le lait, où des gouttelettes de graisse sont dispersées dans une solution aqueuse, la mayonnaise (huile dans eau) ou les crèmes pour la peau (eau dans huile). En raison de leurs tensions superficielles différentes, les deux liquides se sépareraient rapidement sans agents auxiliaires. Les émulsifiants ou tensioactifs réduisent la tension interfaciale et possèdent des parties moléculaires hydrophiles et hydrophobes, ce qui leur permet de s’adsorber à l’interface et de stabiliser les gouttelettes. Selon la phase continue, on distingue les émulsions huile-dans-eau (H/E), eau-dans-huile (E/H) et les émulsions multiples comme E/H/E.
Dans l’industrie, les émulsions apparaissent lors de la formulation d’aliments, de cosmétiques, de peintures, du transport du pétrole ou comme fluides de coupe dans l’usinage des métaux. La distribution de la taille des gouttelettes influence la stabilité et la viscosité : des gouttelettes fines donnent un comportement crémeux et stable, tandis que des gouttelettes grossières coalescent et sédimentent plus rapidement. Pour les caractériser, on mesure des paramètres tels que le pH, la conductivité, la distribution des tailles de gouttelettes et les propriétés rhéologiques. Pour produire des émulsions stables, on utilise des procédés de mélange intensifs, des ultrasons ou des homogénéisateurs haute pression.
Dans de nombreuses applications, les émulsions doivent être décomposées pour séparer les phases : dans la production de pétrole et de gaz, l’eau est éliminée du pétrole brut ; dans le traitement des eaux usées, les huiles doivent être retirées du flux aqueux. Des méthodes telles que les coalesceurs, les centrifugeuses, la filtration membranaire et l’électrocoalescence sont utilisées. Le choix du média filtrant dépend de la taille des gouttelettes, de la densité et des propriétés chimiques des deux phases. GKD développe des tissus métalliques et plastiques pouvant être ajustés pour des propriétés hydrophiles ou hydrophobes afin de favoriser le mouillage d’une phase et repousser l’autre, ce qui améliore l’efficacité de la séparation des émulsions. Dans le domaine de la polymérisation, les émulsions servent de milieu réactionnel, la taille des gouttelettes influençant les propriétés des polymères formés. La compréhension des systèmes d’émulsion est donc essentielle tant pour la formulation que pour la séparation et le recyclage.