1 1.Les mulsions et les crmes: Dfinition : (Pharmacope franaise Xe dition).Les mulsions sont des prparations gnralement liquides, destines tre administres telles quelles ou tre utilisscomme excipients. Elles sont constitues par la dispersion dun liquide sous forme de globules dans un autre liquide non miscible, figure 1.1.Les mulsions sont constitue de deux phases, chacune delles peut contenir un ou plusieurs principes actifs et divers substances auxiliaires (antimicrobiens, conservateurs, paississants, descolorants,etc.).Cellesdestineslavoieoralesontadditionnesddulcorantset daromatisants.

Les crmes sont utilises pour des applications externes topiques et diffrent desmulsions parleurplusgrandeconsistance(viscosit)etleurcomportementrhologiqueplastique.Les mulsions sont gnralement utilises pour des administrations orale et parentrale. Dans la plupart des mulsions, les diamtres des gouttelettes se situent habituellement quelque partentre0.1met100m.Cesmulsionspeuventtrecommodmentclassifiesselonla distribution spatiale relative des phases huileuse et aqueuse :-Unsystmequisecomposedegouttelettesd'huiledispersesdansunephaseaqueuse s'appelle huile-dans-eau ou mulsion H/E (O/W).-Unsystmequisecomposedesgouttelettesd'eaudispersesdansunephased'huile s'appelle eau dans huile ou mulsion E/H (W/O).-La substance qui compose lesgouttelettes dans une mulsionest dsigne sous le nom delaphasedisperse=phasediscontinueouinterne,tandisquelasubstancequi compose le liquide environnant s'appelle la phase dispersante = continue ou externe. Figure 1.1 : Un exemple d'une mulsion pharmaceutique huile en eause composant des gouttelettes d'huile disperses dans un milieu aqueux. 2 Laconcentrationdesgouttelettesdansunemulsionesthabituellementdcriteentermede fraction de volume de phase de dispersion, |. EnplusdesmulsionsclassiquesE/HouH/Edcritesprcdemment,ilestgalement possibledeprparerdiverstypesdmulsionsmultiplesdetypehuile-dans-eau-dans-huile (H/E/H)oueau-dans-huile-dans-eau(E/H/E).Parexemple,unemulsiondeE/H/Ese composedegouttelettesd'eaudispersesdansdeplusgrandesgouttelettesd'huile,quielles-mmes sont disperses dans une phase continue aqueuse. Figure 1.2 : Morphologie dune mulsion multiple eau dans huile dans eau 1.1 Avantages etinconvnients des mulsions pharmaceutiques : a) Avantages peuvent tre employs pour administrer les drogues qui exhibent une basse solubilit aqueuse. Par exemple, dansles mulsions H/E, l'agent thrapeutique est dissous dans la phase interne d'huile. Aprs administration, par voie orale, les gouttelettes d'huile (et par consquent la drogue) peuvent alors tre absorbes utilisant le mcanisme normal d'absorption pour les huiles. peuvent tre employes pour masquer le got des agents thrapeutiques, dans lesquels la drogue est dissoute dans la phase de interne d'une mulsion H/E. La phase externe peut alors tre formule pour contenir des dulcorants appropris peuvent tre utilises gnralement pour administrer les huiles qui peuvent avoir un effet thrapeutique. Si l'agent thrapeutique est irritant une fois appliqu sur le derme, l'irritation peut tre rduite par linsertion du PA dans la phase interne d'une mulsion H/E. Les mulsions pharmaceutiques peuvent tre utilises pour administrer les drogues aux patients qui ont la difficult davalerles formes de dosage solide. sont utiliss pour ladministration parentrale. b) Inconvnients :- Problmes dinstabilit des mulsions - Difficults de manufacturer les mulsions 3 1.2 Instabilit des mulsions et thorie dmulsification: Leterme stabilitdesmulsions dsignelacapacitd'unemulsionrsisteraux modifications de ses proprits dans le temps.Touteslesmulsionspharmaceutiquessontthermodynamiquementinstablesetse dcomposeront par la suite si elles sont stockes assez longtemps.Cetteinstabilitestdueladivisionengrandnombredesgouttelettesquifontaugmenter considrablement la surface de contact entre la phase disperse et la phase dispersante. En consquence, lnergie libre de surface de Gibbs, AG, au niveau de linterface huile eau devient importante. AG= AS est le coefficient de tension interfaciale huile-eau. Vues les problmes daffinit entre les deux espces huileuse et aqueuse, la surface de contact aura tendance se rduire, et par la mme lnergie de surface. Dans cette situation lquilibre du systme biphasique est atteint lorsque la surface de contact est minimale. Ilexisteunesriedemcanismesphysico-chimiquesquipeuventtreresponsablesdes changementsdespropritsdesmulsions,etdoncilestncessaired'tablirlesquelsdeces mcanismessontimportantsavantdentreprendredesstratgiesefficacespouramliorerla stabilit.Uncertainnombredemcanismesphysiqueslespluscommunsquisont responsablesdel'instabilitdesmulsionspharmaceutiquessontillustrsschmatiquement sur la figure1.3. Figure 1.3 mcanismes dinstabilit des mulsions Sparation gravitationnelle : Le crmage et la sdimentation : Ce sont deux formes de sparation par effetsdela pesanteuret de diffrence de densit des deux phases disperse et dispersante.

-Lecrmagedcritunmouvementascendantdesgouttelettescausedeleurfaible densit par rapport la phase continue. -La sdimentation dcrit un mouvement de chutedes gouttelettes tant donn qu'elles ont une densit plus leve que le liquide environnant. 4 Cesdeuxformesdesparationsontdcritesparlaloidestockes donnantlexpressiondela force gravitationnelle qui sexerce sur la gouttelette en fonction des deux densits: O r est le rayon de la gouttelette, 1 et 2 sont les masses volumiques de la phase continue et disperse respectivement. Si 1 < 2 alors la gouttelette se dplace vers le haut (crmage) Si 1 > 2 alors la gouttelette se dplace vers le bas (sdimentation) Danslesdeuxcas,laparticulesphriqueestenmouvement,alorselledveloppeune rsistance qui se traduit par une force de frottement visqueux. Cette friction hydrodynamique a pour expression : O q1 est la viscosit de la phase continue, v est la vitesse de dplacement de la gouttelette. Ilestclairequelesensdesdeuxforcessontcontrairesetdonclorsquelavitesseatteintune valeur terminale, le mouvement sera uniforme, si bien que cette vitesse devient constante. Ainsi, en combinant ces deux quations, on trouve : Le signe de vsockes dtermine si la goutte se dplace vers le haut (+) ou vers le bas (-). Comme premire approximation, la stabilit des mulsions pharmaceutiques du crmage peut treestimeenutilisantlquationci-dessus.Parexemple,unegouttehuileuse(2 = 910 Kg/m3) avec un rayon de 1m est suspendue dans de leau ((1 = 1000 Kg/m3, q1= 1mPa.s) va enregistreruntauxdecrmagede17mmparjour.Unemulsionquienregistreuntauxde crmage moins de 1 millimtre par jour, peut tre considre comme stable du crmage. Anoterquele crmagecommence voirlieuparla remontedes grossesgouttelettes quiformentune couchedecrme, puisvientletour desmoyenneset despetites,comme cestindiqusurla figure ci-contre. Dans le cas o lmulsion pharmaceutique est concentre en phase disperse, alors il convient dutiliser une autre relation donnant lexpression de la vitesse de crmage qui tient compte des interactions inter-gouttes : | est la fraction volumique de la phase disperse. 5 Floculation et coalescence: La floculation et la coalescence sontdeux types d'agrgation des gouttelettes. a) La floculation : Elle se produit quand deux gouttelettes ou plus se rapprochent pour former un agrgat auquel cas ces gouttelettes maintiennent leur intgrit individuelle. Selon la nature duproduitpharmaceutique,lafloculationpeuttresoitavantageuseounuisiblelaqualit desmulsions.Elleacclrelavitessedesparationpargravitationdanslesmulsions dilues. Elle entrane galement une augmentation marque de la viscosit d'mulsion, et peut mmeconduirelaformationd'ungel.Lafloculationestnfaste,danslecasocertains produits pharmaceutiques doivent avoir une faible viscosit.

Le taux de floculationdpend dela frquence de collision entre gouttelettes et de l'efficacit de ces collisions.La frquence de collision est le nombre total de rencontres de gouttelettes par unit de temps par unit de volume d'mulsion. Les collisions entre les gouttelettes se produisent en raison de leurmouvement,quipeuttreinduitparlemouvementbrownien,parsparation gravitationnelle, ou par application de forces mcaniques.La frquence de collision brownienne Fb peut sexprime par la relation ci-dessous, o K est laconstantedeBoltzmann(K1,38110-23 JK-1),Testlatemprature,|estlafraction volumiquedelaphasedisperse,q1estlaviscositdumilieucontinuetrestlerayondela particule.Cettequationexpliquequelafrquencedescollisionsentrelesgouttelettespeut trerduiteendiminuantleurfractionvolumique,paraugmentationdeleurtaille,ouen augmentant la viscosit de la phase continue. b)Lacoalescence :estleprocessusparlequel,deuxgouttelettesouplus,fusionnent ensemblepourformeruneplusgrandegouttelettesimple.Lacoalescencetenduede gouttelettepeutmenerparlasuiteunesparationdephase.Pourvitercemcanisme,on solidifielefilminterfacialdesgouttelettes,parlaprsencedestensioactifssurlasurface. Egalement,onempchelecrmageoulasdimentationquignrentunelvationdelafraction volumique dhuile ( en haut ou en bas) et donc une augmentation de la frquence de collision. La stabilit contre la coalescence peut tre galement amliore en imposant dans le systmedesinteractionsrpulsivessuffisammentgrandespourviterauxgouttelettesde fusionner. Ceci peut tre ralis en intervenant sur notamment : le type d'mulsifiant, le pH, la force ionique et la temprature. c) Le mrissement d'Ostwald : Se produit au cours du vieillissement des mulsions. Les trs petitesgouttelettessontsusceptiblesdesedissoudredanslaphasecontinuepuiselles intgrentlesgrossesgouttelettespourlesgrandirdavantage.Cephnomneestngligeable dans la majorit des mulsions pharmaceutiques parce que la solubilit mutuelle des matires grassesetdel'eauesttrsfaible.Nanmoins,ilestimportantdanslesmulsionsH/Equi contiennentplusdelipidessolublesdansl'eau,parexemple,leshuilesaromatiques,ou lorsque la phase aqueuse contient de l'alcool. Fb = 6 Exercice : 1cm3dunehuiledevaselineestdispersedansdeleausousformedegouttelettede diamtre,d=0,01m.Cetteactionfaitaugmenterlinterfaceentrelhuileetleauquitait initialement gale 6cm2. Dterminer cette nouvelle surface.Le volume dune sphre,

et sa surface,

La tension interfaciale, = 57mN/m, calculer lexcdent de lnergie libre de Gibbs. Rles des polymres hydrophiles adsorbants dans la stabilit des mulsions En pharmaceutique, les polymres hydrophiles adsorbant sont frquemment utiliss comme stabilisant dmulsions. En opposition avec les agents tensioactifs, ils nexhibent pas un effet marqu sur la tension interfaciale. Cependant, leffet de stabilisation de ces matriaux est d leurcapacitsadsorber(parlaprsence,notamment,desgroupementsdalcool, dhydroxyle OH- , ex : alginate de sodium) sur linterface entre la phase disperse est la phase externe, pour produire une multicouchesur linterfacequiest hautementviscolastique (gel) etqui,parconsquence,peutrsisterdessollicitations,sanspourautantenregistrerdes dformationsapprciables(note :lestensioactifsformentuneseulecouche monomolculaire). Structure chimique de lalginate de sodium, prsence des groupements dhydroxyle, OH-. Cespolymressopposentalors,mcaniquement,contrelemcanismedecoalescence.En plus,parlaprsencedecesmulticouchesadsorbes,desinteractionsdencombrement striques rpulsives interglobulairesempche le rapprochement de ces gouttelettes, figure ci-dessous. Schma illustratif de ladsorption des macromolcules ainsi que de leur interpntration.

Danslecasolechoixdupolymreestionique(alginatedesodium,glatine, carboxymethylcellulose sodique,), alors la couche multimolculaireadsorbe sera charge etmanifesteunpotentielzta.Ceciprotgeralesgouttelettesdelmulsioncontrela coalescence par la prsence des rpulsions lectriques.Enplus,lespolymreshydrophilesaugmententlaviscositdelaphaseexternedansune mulsion H/E, ce qui ralentit considrablement linstabilit gravitationnelle. 7 Rles des particules adsorbantes dans la stabilit des mulsions Une mulsion peut tre stabilise pas laddition de particules solides finement divises. Si ces particules sont suffisamment mouilles par les deux phases huileuse et aqueuse (de prfrence mouilles par une seule phase) alors, elles vont saccumuler linterface et si elles montrent une forte adhsion, la stabilit de lmulsion sera amliore fortement, figure ci-dessous. Il est important de souligner que le type de lmulsion, produit par cette mthode, est conditionn par la prfrence des particules chaque phase. Exemple : -Danslecasolesparticulessontmouillesprfrentiellementparlaphaseaqueuse (ex :hydroxydedaluminium,hydroxydedemagnsium,bentonite,kaolin,cellulose microcristalline,.),alorslangledecontactestinfrieur90etunemulsionH/E rsulte (figure a). -Inversement, si les particules solides finement divisessont prfrentiellement mouilles par la phase huileuse (ex : talc, carbone noir), lmulsion rsultante sera E/H, figure b. Stabilisation dmulsion par des particules adsorbantes trs fines hydrophiles (a) et lipophiles (b). Accumulation des particules trs fines sur linterface H-E Carbone noir ab 8 1.3 Les tensioactifs: Les proprits des tensioactifs sont dues leur structure amphiphile. Cette structure leur confre une affinit particulire pour les interfaces de type huile/eau et eau/huile et donc, par l mme, leur donne la capacit d'abaisser l'nergie libre de ces interfaces. Ce phnomne est la base de la stabilisation de systmes disperss. En tant qu'agents mulsifiants ou stabilisants, on peut dtailler leur action en trois points: -ils facilitent la formation de gouttes en diminuant la tension de surface, car l'nergie ncessaire leur formation est directement proportionnelle la tension de surface.-Ils permettent galement d'empcher la recombinaison immdiate de gouttes. nouvellement cres via l'effet Marangoni, ce qui rend possible l'mulsification. -ils stabilisent les gouttes vis--vis de l'agrgation, en apportant des rpulsions lectrostatiques ou striques entre les gouttes Il existe quatre catgories de tensioactifs utiliss pour stabiliser les mulsions ou les crmes. (1) anionique, (2) cationique, (3) non ionique et (4) amphotre.a)Les tensioactifs sont anioniques prsentent une partie hydrophile charge ngativement. Ceux sont les plus courants. Peu onreux, ils possdent une bonne activit dtergente et moussante. Ils sont relativement plus toxiques, ce qui limite leur utilisation des formulations externes (cutanes). En raison de l'effet du pH sur l'ionisation du tensioactif, les proprits d'mulsification sont ananties dans des conditions acides ou en prsence de cationsdi/trivalent. b)Les tensioactifs cationiquesprsentent une partie hydrophilecharge positivement. Ils possdentuneactivitdsinfectanteetsontpeumouillants.Ilssontprincipalement employsenpharmaceutiquecommeagentdeconservationdansdesformulations topique ; cependant, ils peuvent tre employs pour former des mulsions h/e, une fois combinavecundeuximeagenttensioactifnonioniquedebasHLB(ex :6) L'exempleprincipalutilisdansdesformulationsactuellesestlectrimide,un mlangedebromuredetrimthylammonium,avecunpeudebromurede dodecyltrimethylammoniumetbromuredehexadecyltrimethylammonium.Leur propritmulsifianteestcompromiseenprsencedlmentsanioniques(par exemple,tensioactifsanioniques,desanionsdi/trivalentetdespolylectrolytes,par exemple des polymres anioniques : xanthane ; alginate, ). c)Les tensioactifs nonioniques prsentent une partie hydrophile non ionisable en solution aqueuse. La solubilisation de ces tensioactifs est due la formation de liaisons hydrognes entre les molcules d'eau et certaines fonctions de la partie hydrophile. Ils possdent une bonne synergie avec les anioniques ainsi que des bons pouvoirs dispersant, dgraissant et moussant, ils sont peu moussants et empchent la redposition.Ce sont de loin la catgorie la plus populaire des agents tensioactifs utiliss pour la formulation des mulsions pharmaceutiques. ils peuvent tre utiliss pour formuler les deux types dmulsions h/e et e/h. 9 Les agents tensioactifs non ioniques sont plus stables que les agents tensio-actifs ioniques en prsence de l'lectrolyte et au changement du pH. Gnralement la partie hydrophobe de la molcule se compose d'acide gras ou d'alcool gras tandis que la partie hydrophile se compose de parties d'thylne-glycol ou d'un alcool. d)Les tensioactifs amphotres prsentent une partie hydrophile est un ion dipolaire. Le tensioactif peut tre anionique, non anionique ou cationique. Ils ont la particularit d'tre peu agressifs sur les tissus vivants et prsents dans certains dtergents dsinfectants. Balance Hydrophile-Lipophile (HLB) des tensioactifs Pourconnaitrelecaractrehydrophileouhydrophobemajoritairedestensioactifs,onpeut raisonnersurlavaleurdeleurHLB(Hydrophilic-LipophilicBalance,balance hydrophile/hydrophobe,proposeen1949parGriffin.Cettemthodepermetdedterminer des repres numriques qui chiffrent l'quilibre existant entre la partie hydrophile et la partie lipophile de la molcule de tensioactif, et qui sont lis la solubilit dans l'eau. L'chelle varie de 1 40,plus la valeur est leve, plus la solubilit dans l'eau est grande. Il existe des tables de HLB pour diffrents groupes classiques.Si on obtient un HLB compris entre 1 et 6, on a typiquement affaire un tensioactif hydrophobe qui donnera prfrentiellement des mulsions inverses (E/H).Pour une HLB suprieure 10, il aura clairement un caractre hydrophile et donnera surtout des mulsions directes (H/E). LeprincipalavantageduHLBestsonadditivit,trsutilelorsquedeuxtensioactifsdoivent tre utiliss en mlange pour obtenir une formulation stable. En effet, il existe un HLB requis par la phase hydrophobe pour une stabilit optimale, par exemple l'huile de paraffine ncessite unHLBde11;s'iln'existepasdetensioactifadquatayantcettevaleurdeHLB,ilsuffitde mlanger deux tensioactifs de manire ce que le HLB du mlange soit la valeur requise.Exemple dester de sorbitane (tensioactif nonionique):Monolaurate de sorbitane(Span20, H.L.B. 8,6),mono-olate(Span80, H.L.B. 4,3), monopalmitate(Span40, H.L.B. 6,7), monostarate(Span60, H.L.B. 4,7), sesquiolate(mlange de mono-et diesters) (Arlacel83, H.L.B. 3,7), triolate(Span85, H.L.B. 1,8), tristarate(Span65, H.L.B. 2,1). 10 Tween: sorbitane + ac gras (= span) + PEG tensioactif hydrophile Polysorbate20 (Tween20) ou sorbitane monolaurate polyoxythylne (H.L.B.16,7) Polysorbate40 (Tween40) ou sorbitane monopalmitate polyoxythylne (H.L.B.15,6) Polysorbate60 (Tween60) ou sorbitane monostarate polyoxythylne (H.L.B. 14,9) Polysorbate80 (Tween80) ou sorbitane monoolate polyoxythylne (H.L.B. 15) Polysorbate85 (Tween85), homologue triolate (H.L.B. 11) Polysorbate65 (Tween65) homologuetristarate (H.L.B. 10,5) Notion du HLB critique (HLB optimal ou HLB requis)Contrairement au HLB qui est une caractristique des tensioactifs, le HLB critique est, lui une caractristique des phases lipophiles. Il est encore appel HLB optimal ou HLB requis.LeHLBcritiqued'unehuiledonnecorrespondunemulsificationoptimaledecette dernire. L'mulsion obtenue ce niveau est une mulsion fluide caractrise par une taille de particules minimale et une stabilit maximale.Le HLB critique d'une phase lipophile correspond au HLB d'un mlange dmulsionnants (par exempletensioactifAettensioactifB),quidansdesconditionsopratoiresprcisespermet d'obtenir avec cette phase dans l'eau l'mulsion la plus stable. Lquationsuivantepermetdecalculerlaproportiondechaquetensioactifutiliserpour obtenir un mlange avec lHLB souhait (requis): %A =100 HLBX HLBBHLBA HLBB

(3) %B =100 %A O%A est la proportion du tensioactif A,%B la proportion du tensioactif B,HLBX est lHLB requis de la phase lipophilie,HLBA est lHLB intrinsque du tensioactif A etHLBB est lHLB intrinsque du tensioactif B. Exercice 1: Choisirdeuxtensioactifsnonioniquesdelafamilleduspanetdutweenetcalculerleur proportion, pour obtenir une mulsion optimale dans laquelle se trouve une phase lipidique base dhuile minrale. Consulter le tableau des valeurs du HLB pour avoir les donnes. Exercice 2: Supposons que la phase huileuse contient: De soja (Glycine Soja) Oil = 15%deHLB requis = 7 Alcool ctylique = 5%de HLB requis = 15,5 a)Calculer les proportions, en %,des deux huiles par rapport la quantit totale dhuile dans lmulsion. b)Calculer la fraction du HLB requis de chaque huile par rapport la quantit totale dhuile dans lmulsion. On dduire le HLB requis de la composition huileuse. c)Dterminer le couple de tensioactif et leur proportion pour assurer le HLB requis de lmulsion. 11 HLB des lments tensioactifs et HLB requis des lments lipophiles. INGREDIENTSHLB 5 Isostarate de propylne glycol 2,5 Acide laurique16 Acide linolique16 Acide olique17 Acide ricinolique16 Acide starique15 Adipate de diisopropyle9 Alcool ctarylique15,5 Alcool ctylique15,5 Alcool dcylique15 Alcool isod cylique15 Alcool laurique14 Alcool starylique15,5 Alcool tridcylique14 Beurre cacao6 Beurre de kokum (indica garcina)>8 Beurre karit8 Beurre mangue8 BTMS15,5 C12-15 Alkyl Benzoate required13 Calcium Staroyl lactylate5,1 Caprylic/Capric Triglyceride11 Ceresin8 Ceteareth-2015,2 Cetearyl Alcohol 15,5 Cetearyl Glucoside11 Ctaryl Glucoside11 Ceteth-1012,9 Ceteth-25,3 Ceteth-2015,7 Cetyl Alcohol 15,5 Cetyl esters10 Cetyl Esters Wax NF 10 Cetyl Palmitate10 CG90 (Ctaryl Glucoside)11 Cire carnauba12 Cire d'abeille12 Cire n2 ou Xyliance Cetearyl Wheat Straw Glycosides (and) Cetearyl Alcohol10,5 Citrate starate de glycryle11 Cocamide MEA13,5 Cyclohexane15 Cyclomthicone7,5 Dcaglycrol Laurate14 12 Dermofeel PP (Polyglycryl-3 Palmitate)9 Dimthicone5 Dipolyhydroxystearate5,5 Emulsifiant de base (INCI : glycryl monostearate) 3,8 Emulsifiant L (INCI : Alkyl alcohol et Alkyl glucoside) 10,3 Emulsifiant MF (INCI : sodium stearoyl lactylate)17 Emulsifiant VE (INCI : glycryl starate)3,8 Essences minrales14 Ester acide diactyltartrique de monoglycrides 9,2 Ester acide succinique de monoglycrides 5,3 Ester de sucre11 Ester de sucre (INCI : Sucrose starate) 15 Extrait de carotte6 Extrait de romarin7 Glisucre (si quivalent au HALLSTAR GDL)4 Glyceryl Laurate5,2 Glycryl Oleate4 Glyceryl Stearate3,8 Glyceryl Stearate (and) PEG-100 Stearate11 Glyceryl stearate citrate11 Glyceryl Stearate SE5,8 Glycol distarate1Glycol Stearate 2,9 Huile amande6 Huile amande douce7 Huile arachide8 Huile avocat7 Huile babassu8 Huile bancoulier7 Huile bourrache7 Huile Brsil8 Huile cameline7 Huile cannabis7 Huile canola7 Huile carotte6 Huile carthame9 Huile chanvre7 Huile de cynorrhodon (ppins du fruit de la rose)7 Huile de pistache7 Huile de ricin14 Huile glantier7 Huile meu8 Huile essentielle8 Huile germe de bl7 Huile hydrogne3,5 13 Huile jojoba6,5 Huile macadamia7 Huile minrale10 Huile minrale aromatique12 Huile noix de coco8 Huile noix de kukui 7 Huile noix du Brsil8 Huile noyau d'abricot7 Huile olive7 Huile onagre7 Huile paraffine10,5 Huile ppin de raisin7 Huile ricin 14 Huile rose7 Huile ssame7 Huile soja7 Huile son de riz7 Huile son de riz7 Huile tournesol7 Hydroxypropyl Oxidized Starch PG-Trimonium ChloridePolyglyceryl-10 Laurate16 Isoceteth-2015,7 Isopropyl Myristate11,5 Isopropyl Palmitate11,5 Isosteareth-2015 L7D (Dcaglycrol Laurate)14 Lactopalmitate de Glycrol 3,7 Lanoline (peut-tre la vgtale qui est plus paisse ?)10 Lanoline anhydre12 Lauramide DEA15 Laureth-2316,9 Laureth-49,7 Laurylamine12 Lecithine de soja4 Lecithine de soja en granuls9,7 Linoleamide DEA10 Methyl Glucose Sesquistearate6,6 Mthylphnylsilicone11 Mthylsilicone11 Mineral Oil NF 10 Monolaurate de Propylne Glycol4,6 Monolaurate de Sorbitan6,6 Monoolate de Polyoxythylne (20) Sorbitan 15,8 Monoolate de Polyoxythylne (5) Sorbitan10,9 Monopalmitate de Sorbitan6,6 Monostarate de Diglycrol5,5 14 Monostarate de Glycrol3,7 Monostarate de Polyoxythylne Sorbitan 14,9 Monostarate de Propylne Glycol1,8 Monostarate de Sorbitan5,7 Monostarate de sorbitane4,7 Myristyl Myristate8 Olate de thrithanolamine12 Oleth-1012,4 Oleth-10 / Polyoxyl 10 Oleyl Ether NF12,4 Oleth-24,9 Oleth-2013,3 Olivax LC8 Olivem 10009 P3R (Polyglycryl-3 Polyricinolate)9 Palmitate de rtinol6 PEG-100 Stearate18,8 PEG-20 Almond Glycerides10 PEG-20 Methyl Glucose Sesquistearate15 PEG-25 Hydrogenated Castor Oil (huile de ricin hydrogne)10,8 PEG-30 Dipolyhydroxystearate5,5 PEG-4 Dilaurate6 PEG-40 Sorbitan Peroleate9 PEG-60 Almond Glycerides15 PEG-7 Glyceryl Cocoate10 PEG-7 Olivate11 PEG-8 Dioleate8 PEG-8 Laurate13 PEG-8 Oleate11,6 PEG-80 Sorbitan Laurate19,1 Petrolatum7 Petrolatum USP7 Polawax8 Polyglycril-2 Laurate10 Polyglyceryl-10 Laurate Aqua (dilu avec 50 % d'eau)16 Polyglycryl-2 Laurate10 Polyglycryl-3 Laurate11 Polyglyceryl-3 Methyglucose Distearate12 Polyglycryl-3 Palmitate9 Polyglycryl-3 Palmitate9 Polyglycryl-3 Polyricinolate9 Polyglycryl-3 Polyricinolate9 Polyglycryl-3 Stearate9 Polyglycryl-5 Laurate13 Polyglycryl-6 caprilate11,5 Polyglycryl-6 Caprylate11,5 15 Polysorbate 2016,7 Polysorbate 60 NF14,9 Polysorbate 8015 Polysorbate 80 NF15 Polysorbate 8511 PPG-15 Stearyl Ether 7 Propylne glycol isostearate2,5 Retinyl Palmitate 6 Sabosorb MS (Sorbitane Monostarate)4,7 Saccharose Cocoate6 Sodium stearoyl lactilate8,3 Sodium Stearoyl Lactylate17 Sorbitan Isostearate4,7 Sorbitan Laurate8,6 Sorbitan olate4,3 Sorbitan sesquiolate3,7 Sorbitan starate4,7 Sorbitan Stearate (and) Sucrose Cocoate6 Sorbitane Monostrarate4,7 Sorbitane Trioleate 1,8 Squalane7 Stearamide MEA11 Steareth-10018,8 Steareth-24,9 Steareth-2013,3 Steareth-2115,5 Staroyllactylate de sodium17 Staryl 2 lactilate de sodium (SSL) 21 Tocophrol6 Vaseline7 Vitamine E6 Xyliance ou cire n2 Cetearyl Wheat Straw Glycosides (and) Cetearyl Alcohol10,5 16 Procds dmulsification : Techniques et appareillage 1. Classification des procds Lesprocdsdmulsificationlespluscourants,selonlemcanismequilsmettentenjeu, sont ceux qui gnrent un cisaillement et ceux qui font appel au phnomne de cavitation. Lepremiergrouperassemble,entreautres,lesmobilesspcifiqueslmulsification (turbines, hlices...), les dispositifs rotor/stator et les broyeurs collodaux. Les fortes zones de cisaillement sont dveloppes soit dans lcoulement lui-mme, soit dans une zone confine de lappareil dans laquelle on force le liquide passer. Ledeuximegroupecomprendlestechniquesultrasonoresetleshomogniseurs haute pression. Danstouslescas,desgrandeursintensives,commelatempratureetlapression,ontune influence sur la qualit de lmulsion cre.Demme,lanaturedumatriaudeconstructiondelinstallationestunpointimportant, souvent oubli lors du passage au niveau industriel. En rgle gnrale, il faut veiller ce que lamouillabilitdelaphasecontinuevis--visdumatriausoitpluslevequecelledela phase disperse. 2. Comment fabriquer une mulsion Gnralement, lmulsification se dcompose en deux tapes successives :dabord une tape de dispersion-mlange, que lon appelle prmulsification et qui va conduire une simple mise en suspension de gouttelettes de la phase disperse dans la phase continue (gouttes de lordre de 100 m),puis une tape dite dhomognisation dont le but est de rduire la taille des gouttes de faon confrer lmulsion les proprits requises et la stabiliser. Ces deux oprations seffectuent dans des cuves agites ou dans des conduites munies doutils appels respectivement disperseurs et homogniseurs. Les diffrentes tapes de la fabrication dune mulsion sont montres sur figure ci-dessous : Figure : tapes de fabrication dune mulsion 17 A.Cas dun procd discontinu A.1 Prparation des phases aqueuse et huileuse (tape 1) Le but de cette tape est de conditionner les phases aqueuse et huileuse avant lmulsification. Laphasehuileuse,corpsgrasparfoispteuxoummesolide,doittrechauffe(entre70et 90 C) afin datteindre une viscosit permettant de rendre aise sa manipulation. Leoulesmulsifiantssontajoutsdurantcettetape.Loprationsedrouledansunecuve agitemuniedunehliceouduneturbinelaquelleonajouteunmobilepermettant dassurer un bon transfert thermique (ancre, par exemple). Pour la phase aqueuse, une turbine ou une hlice peut tre utilise des tempratures variant de 30 90 C. A.2 Mlange - Dispersion (tape 2) La nature de la dispersion cre dpend de la formulation mais galement du mode opratoire et de la faon dont la phase disperse est introduite dans la phase continue. Cette opration se droule dans une cuve quipe de mobiles radiaux dont le rle consiste en la simple mise en suspension des gouttes, ce qui conduit une granulomtrie relativement leve (autour de 100 m). A.3 Homognisation (tape 3) Cettetapeestessentiellepourobtenirunemulsionfineetstable.Onrecherchealorsun cisaillement maximal par lemploi dune turbine, dun systme rotor-stator (exemple : moulin collodal), dun homogniseur haute pression... On peut aussi mettre profit les phnomnes de cavitation (exemple : ultrasons). A.4 Refroidissement - Finition (tape 4) Ilsagitdunetapeassezlongueolchangethermiqueconstituesouventlefacteur limitant.Lechoixdusystmedagitationestdoncdepremireimportanceetladurede ltape dpendra de lefficacit de lchange thermique et, donc, du mobile. Cest au cours de cettetapequelonvaconfrerlmulsioncertainesproprits;onvadoncpouvoir incorporer des additifs de faon corriger la viscosit, la brillance, la couleur... B.Cas dun procd continu Lamiseenuvreduprocdcontinuestbeaucouppluslourdequecelleduprocd discontinu. Il faut prendre en considration le systme des pompes, qui doivent tre adaptes aux viscosits des produits, et le systme de contrle des dbits. Les tapes de prparation des phases aqueuse et huileuse se font toujours en cuve agite. Les tapesdemlange-dispersionseffectuentaumoyendemlangeursstatiques,technologie bienadapteaucontinu.Ltapedhomognisation,quirequiertcommeprcdemmentun cisaillementlevoulinterventiondelacavitation,faitappelunsystmedetyperotor-stator,unbroyeurcollodal,unhomogniseurhautepressionadaptsaufonctionnementen continu. 3. mulsification par agitation mcanique Les disperseurs Le but de ces appareils est de crer un bon cisaillement pour favoriser la rupture des gouttes ; en ce sens, les mobiles dagitation radiaux sont bien adapts. Mais le rle de lagitateur ne se limite pas seulement laformation desgouttelettes en cuve agite : il doit assureraussi une bonnerecirculation,afindefournirunedistributiondetaillesasseztroitecar,lorsqueles gouttessloignentdelagitateur,doncdelazonedecisaillement,ellesonttendance 18 coalescer.Enrglegnrale,plusladispersionseradifficileeffectuer,pluslecisaillement devra tre intense et ncessitera lajout dhomogniseurs. Les mobilesde type turbine,turbine de type Rushton ou la turbine pales inclines gnrent un fort cisaillement. Lorsque la dispersion est facile mettre en uvre, lutilisation de mobiles axiaux, comme les hlices, est suffisante. Dans les cas difficiles, on peut choisir des outils trs cisaillantscommeleshomognisateurs,maisil convientalorsdelesassocierdesmobilescrant une circulation comme des hlices, des ancres... . Lesmulsionsproduitesavecdesdisperseurs prsententdestaillesdegouttesdelordrede10 100m,cest--direrelativementleves.Sile milieumulsifierestrhofluidifiant,ilpeutse formerautourdelagitateurunezoneconfine, indpendantedurestedelacuve.Cephnomnede caverne,nonsouhaitable,induitunerpartition granulomtriquetrslargeetpeutcauserune dstabilisation du milieu. a)Hliceb)Turbine quatre pales inclines c)Turbine de type Rushton Agitateur ancre 19 Les homogniseurs : Lhomognisation des dispersions doit permettre de confrer au produit fini la granulomtrie et la stabilit requises. Au moyen doutils trs fort taux de cisaillement, la taille des gouttes, delordrede10100mobtenuelorsdeltapeprcdente,estrameneunevaleur infrieureaumicromtre.Lesappareilsutilissprsententcommecaractristiquecommune unegomtrie complexe : il sagit de forcer le liquide passer dans unezone confine o il subit de trs forts gradients de vitesse. A.Dispositif rotor-stator Lesystmerotor-statorestle pluscourammentutilis.Ilest constitudunstatorperc dorificesoudefentesplusou moins fines et resserres et dun rotortournantgrandevitesse. Le produit est aspir dans la tte detravail,puisexpulsaprs avoir travers les lames du rotor etdustator,oilsubitdetrs fortscisaillementsdufaitdu faible entrefer entre le rotor et le stator(delordredumillimtre oumoins)etdelavitessetrs leve. A - Type pour lesgrandes viscosits Ilsecomposed'unrotorquatrepalesetd'unsator cylindrique.Lemlangeestaspirdansl'espace troit (0,3 - 0,6 millimtres) entre le rotor tournant grandevitesseetlestator.Enraisondel'effetde turbine,lacirculationduproduitdumlangeest forme. Ce type de systme est le plus appropri aux produits de grande viscosit. B - Type pour lesbasses viscosits Ilsecomposededurotorsixlamesetd'un redresseurconique.Lafonctionestsemblablel'un modleprcdent,maiscetypedetteest particulirementefficacepourdesproduitsdebasse viscosit. C - Haut mlangeur de cisaillement Lestatoretlerotorsontquipsdedeuxoutrois sries coaxiales de dents. Le produit est aspir par la turbinedurotor,etestviolemmentserrparle systme de dents. Principe de la dispersion/homognisation rotor/stator par les Ultra-Turrax 20 B.Moulin collodal (colloid mills) Dansunmoulincollodal,lefluideest contraintpasserdansunespace confinentreunstatoretunrotor (gnralementdeformetronconique), tournanttrsgrandevitesse(jusqu quelquesmilliersdetoursparminute). Le fluide pntre dans le systme par la partiesuprieureoilsubitun cisaillementdltranglementde lentre, puis circule dans lentrefer, o ilestsoumisdescontraintesde cisaillement trs fortes, provoques par larotationdurotoretlefaibleespace. Ilestenfinjectparlebasde lappareil.Lessurfacesinternesde lentreferpeuventtrelissesou rugueuses. 4. Fonctionnement : En cuve Diamtres de la cuve et de lagitateur Le tableau ci-dessous fait apparatre un paramtre cl : le rapport du diamtre de lagitateur celui de la cuve D/T. Sil est trop faible, une grande partie de la phase la moins dense reste en surfaceoulapriphrie;silesttropgrand,leliquideleplusdenseestcentrifugetle liquidelgerrestedansunezonecylindriqueautourdelarbre.Lorsquelavitessede coalescence nest pas ngligeable, il est recommand dintroduire des chicanes. Le tableau en bas donne des indications pour le choix des paramtres de fonctionnement. T : diamtre de la cuve (m) ; D : diamtre de lagitateur (m). 21

Ruban hlicodal Disque dilacrateurturbine radiale Macromlange : association de plusieurs mobiles Lorsquelacirculationdufluidedanslacuvenestpassuffisante,lacoalescencedevient prdominanteaudtrimentdelarupture.Ilconvientalorsdassocier,lappareil dmulsification, un mobile dagitation dont le but est de gnrer un mouvement convectif du fluideafindassurersonrenouvellementauniveaudelmulsifieur,zonedecisaillement intense.Desmobilescommedeshlicesfortdbitdepompageoudesancresconviennent parfaitement. Ils sont alors gnralement installs de faon classique, cest--dire centrs dans la cuve ; le mobile fort cisaillement, par exemple un rotor-stator, est alors plac de faon que lcoulementensortiesoitdirectementreprisparlemobilegnrantlemouvement densemble.