Granulation - Mousse liquides

Offre de Thèse en Génie des Procédés et Technologie des Poudres (à démarrer en Oct./Nov. 2014) GRANULATION-‐MOUSSE LIQUIDE : AGGLOMERATION ET GRANULATION DE POUDRES AVEC LIANTS EN PHASES MOUSSES. Contexte et objectifs : La granulation humide, au centre Rapsodee, a donné lieu à plusieurs travaux et programmes scientifiques. Une expertise est établie sur les techniques agrégatives densifiantes ou non par méthodes standards d’addition de liants sur un ensemble granulaire (mélangeurs granulateur instrumentés et/ou mélangeurs à lit fluidisé). Dans le cas spécifique des poudres très hydrophiles ou gélifiantes, le traitement habituellement se fait par des liants à base d’alcool. On s’intéresse actuellement à un nouveau procédé de mise en forme par granulation en substituant le liquide par une phase mousse. Cette « granulation-‐mousse » permet d’éliminer la phase de séchage post-‐granulation humide et de mettre en œuvre de nouveaux processus physiques et physico-‐chimiques permettant de contrôler les mécanismes de croissance et la structuration granulaires internes. Il s’agit encore d’une thématique vierge sur les plans expérimentaux (technologiques) et théoriques. Les premiers travaux réalisés au sein de Rapsodee ont montré la faisabilité de cette technique prometteuse. Les objectifs de ce programme de thèse sont les suivants : •
à l’échelle locale, le développement des méthodologies prédictives et des outils d’investigation, permettant de mieux comprendre l’influence des paramètres thermodynamiques et cinétiques sur : o la génération de mousses liquides (à stabilité modulée). Une étude paramétrique de génération de mousse liquide (à air ou gaz inerte) sera menée préalablement pour les liants les plus utilisés (Glycols, HPMC, PVP, Methylcelluloses). o les interactions mousse-‐grains. Il s’agit d’étudier les mécanismes d’agglomération des poudres au contact de liants mousseux (lois cinétiques de rupture de mousse, lois de croissances granulaires) •
à l’échelle du procédé (un lit particulaire agité), l’étude des paramètres opératoires du procédé poudre/mousse sur la cinétique de croissances granulaires et sur les propriétés finales des granules obtenus (microstructure ; mécanique et cinétique de dissolution,…). Ce programme s’intéressera, en premier, aux granulaires modèles (et/ou de référence) et pourra être étendu aux poudres d’intérêt pharmaceutique, minéral et/ou environnemental. A l’échelle du laboratoire, deux procédés seront utilisés : mélangeurs-‐granulateurs instrumentés et un Lit d’Air Fluidisé. Partenaires R&D : Depuis plusieurs années, le centre Rapsodee (équipe de Oulahna D.) et Le Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse (équipe de Hemati M.) sont associés dans différents projets portant sur la mise en forme de poudres (enrobage et agglomération). L’association de ces compétences est concrétisée à travers la thèse de Toma-‐Mihai Chitu (voir réf). Directeurs de thèse : D. Oulahna (Rapsodee, Mines-‐Albi) et M. Hemati (LGC-‐Toulouse) Ecole doctorale : MEGEP/Mines-‐Albi. Laboratoire d’accueil : Centre RAPSODEE, UMR-‐CNRS-‐Mines Albi 5302, http///rapsodee.mines-‐albi.fr/ Des séjours seront envisagés dans les laboratoires partenaires. Collaborations envisagées: Institut des Nanosciences de Paris, Université P&M Curie (UPMC) 1/2
Profil du candidat : Ingénieur ou universitaire de formation en Génie des Procédés ou en Matériaux et un diplôme national de master ou d’un autre diplôme conférant le grade de master. Le (la) candidat(e) devra avoir les qualités nécessaires au développement d’un travail de recherche expérimental affirmées et de modélisation. De bonnes connaissances dans le domaine des poudres et de la physico-‐chimie des interfaces seront un atout. Il (elle) doit être autonome et motivé(e). Financement : Contrat doctoral, salaire brut 1685 €/mois (2060 avec des vacations d’enseignements) Dossier de candidature : lettre de motivation, CV détaillé et lettres de recommandation (2 référents joignables). Les documents (en français et anglais sous format PDF) à adresser par voie de mail à M. Driss Oulahna (oulahna@mines-‐albi.fr). tél : 05.63.49.31.29. Renseignements : oulahna@mines-‐albi.fr et [email protected] Dates à retenir : 28 Juillet 2014 (1ère session d’étude des dossiers de candidatures et entretiens éventuels). 15 Septembre 2014 (2ème session d’étude des dossiers de candidatures et entretiens). Bibliographie récente de l’équipe encadrante sur les sujets de granulation-‐enrobage: §
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Lefebvre G, Oulahna D. et al. : Foam as new binder for powder granulation : rheology approach, granules
properties and effect of gelling products. 6th Int. Granulation Workshop, Sheffield (2013).
Oulahna D., Collet R., de Ryck A. Mechanical Resistance due to shearing of Partialy-Wet Granular Media. KONA,
30 (2013), pp 109-118
Oulahna D., Hebrard A. et al. Agglomeration of durum wheat semolina: Thermodynamic approaches for hydration
properties measurements. Journal of Food Engineering, 109 (2012), n°3. pp 619-626
T.M. Chitu, D. Oulahna, M. Hemati. Wet granulation in laboratory-scale high shear mixers: Effect of chopper
presence, design and impeller speed. Powder Technology, 206 (2011), Issues 1-2, pp 34-43
T.M. Chitu, D. Oulahna, M. Hemati. Wet granulation in laboratory scale high shear mixers: Effect of binder
properties. Powder Technology, 206 (2011), Issues 1-2, pp 25-33
T. M. Chitu, D. Oulahna and M. Hemati. Rheology, granule growth and granule strength: Application to the wet
granulation of lactose-MCC mixtures. Powder Technology, 208 (2011), pp 441-453
R. Collet and D. Oulahna, et al. Mixing of a wet granular medium: Influence of the liquid addition method. Powder
Technology, 208 (2011), pp 367-371
F. Laboulfie, M. Hemati, et al. Effect of the plasticizer on permeability, mechanical resistance and thermal behavior
of composite coating films. Powder Technology, 238 (2013), pp 14-19.
M. Benali, V. Gerbaud, M. Hemati. Effect of operating conditions and physico-chemical properties on the wet
granulation kinetics in high shear mixer. Powder Technology, 190 (2009), Issues 1-2, pp 160-169.
S. Ould-Chikh, B. Celse, M. Hemati, L. Rouleau. Methodology of mechanical characterization of coated spherical
materials. Powder Technology, 190 (2009), Issues 1-2, pp 19-24.
L. Barthe, S. Desportes, M. Hemati, D. Steinmetz. Dry impregnation in fluidized bed: Effect of drying conditions on
metallic nanoparticles dispersion. Chemical Engineering Research and Design, 86 (2008), Issue 4, pp 349-358.
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