Analyse d'un réacteur sonochimique : puissance, transfert de matière liquide-solide et réactions chimiques
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
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Une premiere partie bibliographique analyse l'etat des connaissances sur la conception, la mise en uvre et la comprehension des reacteurs sous ultrasons. L'accent est mis sur les phenomenes de propagation et d'amortissement de l'onde. La deuxieme partie presente une etude preliminaire d'une reaction de salification du phenol par diverses bases solides. Ces reactions normalement tres rapides sont limitees par une couche isolante qui recouvre les particules de base (naoh, koh, k#2co#3). Diverses mises en uvre par agitation magnetique ou mecanique, et par differents types de sonification sont comparees. Des analyses de surface supportent l'interpretation qualitative d'une erosion locale de la couche protectrice. La troisieme partie decrit l'analyse rationnelle des effets physiques et chimiques des ultrasons, dans une perspective de genie sonochimique, avec un reacteur de forme elementaire. Tout d'abord, diverses mesures de la puissance ultrasonore sont comparees, consommation electrique, puissance aux bornes du convertisseur, et dissipation thermique dans le reacteur. Ensuite, une methode electrochimique de mesure du coefficient de transfert de matiere liquide-solide est mise en uvre sous ultrasons, mettant en evidence le caractere local tres marque des effets des ultrasons, avec en particulier l'etablissement d'ondes stationnaires dependantes de la hauteur totale de liquide. Divers parametres sont etudies comme la viscosite, la puissance, enfin, on etudie successivement deux reactions chimiques dans le meme reacteur: une homogene (oxydation des iodures), l'autre heterogene d'addition de michael avec la potasse comme catalyseur. La similitude des effets chimiques et physiques des ultrasons est analysee