Les Fondamentaux de la Cristallisation et de la Précipitation.
Cours

Rôle de l'énergie dissipée dans le liquide

En régime Brownien, l'hydrodynamique n'a pas d'influence sur le processus d'agrégation[1] ou d'agglomération[2] car les particules se déplacent principalement par diffusion.

À travers le terme de vitesse de collision[3], l'énergie dissipée a un effet favorable à l'agrégation[1] ou l'agglomération[2] dans les régimes laminaire et turbulent par accroissement des chocs entre particules. Par contre, l'augmentation des vitesses du fluide finit par favoriser la désagrégation[4] ou la brisure,[5] ce qui limite les tailles des agglomérats ou agrégats ( Mersmann et coll. 1998[6], David et coll. 2003[7]). On se rappellera que l'énergie dissipée est répartie de façon très inégale dans les cuves et les mélangeurs en ligne, ce qui fait que collisions et brisures[5] sont aussi concentrées dans les mêmes zones à haute vitesse de dissipation d'énergie mécanique. On suppose que la puissance dissipée n'a pas d'influence sur [8] et [9], c'est-à-dire que la diffusion externe autour de l'aggrégat n'est pas limitante, puisque [10] influe sur l'épaisseur de la couche limite.

Influence de la puissance dissipée sur la vitesse d'agglomération : cristallisations lentes

Il convient de retenir que, lorsque la cristallisation est lente, l'influence de l'augmentation de la puissance dissipée est modérément défavorable à l'agglomération[2] en régimes laminaire et turbulent.

Influence de la puissance dissipée sur la vitesse d'agglomération : cristallisations rapides

Au contraire, lorsque la cristallisation est rapide, l'influence de l'augmentation de la puissance dissipée est modérément favorable à l'agglomération[2]. Si on se souvient que (Chapitre sur l'Hydrodynamique des suspensions[11]), on peut établir la relation avec la vitesse d'agitation[12] dans une cuve mécaniquement agitée.

  1. agrégation

    Phénomène d'assemblage issu de la collision de particules primaires (germes ayant grossi), qui gardent leur individualité.

  2. agglomération

    Agrégation associée à de la croissance cristalline : la liaison entre particules primaires est consolidée par la formation d'un col cristallin.

  3. vitesse de collision (collision rate)

    nombre d'événements de collision par unité de temps et de volume de suspension

    Équation de définition :

    Unité : m-3.s-1

  4. désagrégation

    Rupture d'un agrégat.

    (voir agrégation)

  5. brisure

    Rupture d'un agglomérat.

    (voir agglomération)

  6. Mersmann et coll. 1998

    Mersmann A., Werner F., Maurer S., Bartosch K., Theoretical prediction of the minimum stirrer speed in mechanically agitated suspensions, Chem. Eng. Process., vol. 37, pp. 503-510, 1998

  7. David et coll., 2003

    R. David, F. Espitalier, A.Cameirao, L. Rouleau, Developments in the understanding and modelling of agglomeration of suspended crystals in crystallisation, Kona, 21, 40-53, 2003

  8. constante de consolidation (consolidation constant)

    rc = kcCi-j

    Unité : s-1

  9. vitesse de croissance cristalline (crystalline growth rate)

    G = dL/dt

    Unité : m.s-1

  10. énergie dissipée (energy dissipation rate)

    Équation de définition :

    Unité : m-2.s-3 (W.kg)

  11. En savoir plus...
  12. vitesse d'agitation (stirring speed)

    nombre de tours de l'agitation par unité de temps

    Unité : s-1

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