Homogénéisation de matières liquides à haut cisaillement

À gauche, une photo de la société Ystral. L'homogénéisation à haut cisaillement des substances liquides consiste à réaliser des processus de mélange et de dispersion dans des liquides. Ce procédé génère des gradients de cisaillement très élevés afin d'obtenir une répartition fine et aussi stable que possible des gouttelettes, des particules solides ou des bulles de gaz dans une phase liquide continue. Les domaines d'application typiques sont la fabrication d'émulsions et de suspensions finement dispersées ainsi que la dissolution et la désagglomération de poudres difficilement mouillables dans des liquides.

Pour ce faire, on utilise des rotors à grande vitesse, par exemple des systèmes rotor-stator, des outils de dispersion ou de cavitation. Ceux-ci font entrer en collision le liquide et la ou les phases dispersées à des vitesses relatives élevées. Il en résulte des forces de cisaillement et des turbulences importantes qui décomposent les grosses gouttes ou agglomérats et créent de nouvelles interfaces. L'homogénéisation à haut cisaillement est utilisée partout où l'agitation conventionnelle ne suffit pas pour obtenir la finesse ou la stabilité souhaitée. Citons par exemple les crèmes, les sauces, les dispersions, les vernis, les suspensions ou les formulations pharmaceutiques.

Contrairement aux agitateurs simples, qui produisent principalement un mélange macroscopique, la technique à haut cisaillement vise à réduire de manière ciblée la taille des particules ou des gouttes et à obtenir une distribution granulométrique étroite. Dans la pratique, ces agrégats sont conçus comme des systèmes discontus ou en ligne et sont souvent combinés à d'autres étapes du processus (chauffage/refroidissement, réaction, vide, ajout de gaz). La viscosité, la teneur en matières solides, la sensibilité du produit au cisaillement et le spectre de particules finales souhaité sont déterminants pour la conception.