La diffusion

La diffusion est un processus physique de transport au cours duquel les atomes, les molécules ou les ions compensent les différences de concentration en raison de leur mouvement thermique. Les particules se déplacent statistiquement dans toutes les directions, mais globalement de la concentration élevée vers la concentration faible. Le flux de diffusion JJ qui en résulte peut être décrit dans le cas le plus simple par la première loi de Fick :

J= − D · dc/dx

• J représente le flux de matière
• D représente le coefficient de diffusion. 
• dc/dx représente le gradient de concentration. 

• Le signe moins indique que le flux est toujours orienté vers une concentration décroissante.

   

D∝ T^(3/2) / (p · M^(1/2))

• D : coefficient de diffusion
• T : température absolue
• p : pression
• M : masse molaire (effective) des gaz concernés

Plus la température est élevée et plus la viscosité d'un milieu est faible, plus le coefficient de diffusion DD est élevé et plus l'équilibre de concentration est rapide. Dans les gaz et les liquides, DD est nettement plus élevé que dans les solides ; la diffusion pure dans les solides est donc très lente. Dans les solides réels, les fluides contenus dans les pores (par exemple l'humidité, les solvants) contribuent souvent de manière significative au transport de matière observé grâce à leurs coefficients de diffusion nettement plus élevés.

Dans les mélangeurs de poudre, le mélange mécanique domine le processus de mélange proprement dit, tandis que la diffusion ne joue qu'un rôle secondaire. Lors d'un stockage prolongé des mélanges de poudre, les processus de diffusion – tant dans les particules solides que dans les phases fluides présentes – peuvent contribuer à l'homogénéisation ou modifier la qualité du produit par la migration d'eau, d'arômes ou de principes actifs.