Mise en œuvre de micro-réacteurs à l’échelle de micro-gouttes : caractérisation du mélange

Abstract

L'émergence actuelle des micro-réacteurs offre des perspectives intéressantes pour l'acquisition rapide de données physico-chimiques, et notamment les paramètres de cinétique réactionnelle. L'approche qui nous intéresse est la génération et la coalescence de gouttes de réactifs transportées dans une phase porteuse continue. Le "chapelet" obtenu permet de considérer chaque goutte comme un nano-volume réactionnel évoluant régulièrement le long du canal. L'objet de notre présentation est alors de déterminer et d'optimiser le temps d'homogénéisation entre de l'eau et un colorant dans ces gouttes, afin de préciser l'ordre de grandeur des cinétiques chimiques accessibles. Les acquisitions expérimentales sont faites à l'aide d'une caméra rapide couplée à un microscope. Il est montré que l'utilisation de canaux coudés à 45°, ainsi que l'orientation de la coalescence peuvent singulièrement aider au mélange. L'aboutissement est la conception d'un micro-réacteur où le temps d'homogénéisation est de l'ordre de la milliseconde