Etude expérimentale et modélisation des équilibres solide-liquide

Abstract

L‟objectif de ce travail est d‟étudier et tester différents modèles thermodynamiques pour la prédiction de la solubilité de molécules de composés pharmaceutiques et agroalimentaires dans différents solvants organiques afin d‟obtenir les diagrammes de phases correspondants. Pour cela, une première partie consiste en une modélisation des équilibres de phases pour des systèmes binaires et ternaires par le biais de différents modèles thermodynamiques tels que NRTL et UNIFAC. L‟occasion a été exploitée pour déterminer les paramètres d‟interaction moléculaires pour le modèle NRTL, jusque-là inexistants. La deuxième partie de ce travail porte sur une étude expérimentale basée sur l‟analyse thermique (calorimétrie différentielle à balayage, DSC), d‟où la mesure de paramètres thermophysiques requis pour la détermination des diagrammes d‟équilibres de phases thermodynamiques solide-liquide pour les différents systèmes binaires et ternaires considérés. Les résultats obtenus expérimentalement et par modélisation, concernant les diagrammes de phases ont montré une bonne concordance, particulièrement pour le modèle NRTL dont la nature est moléculaire, comparativement au modèle UNIFAC qui est basé sur le concept de contribution de groupes et est donc approximatif. Les paramètres d‟interaction calculés pour le modèle NRTL à partir de données d‟équilibre ont donné d‟excellents résultats et donc deviennent disponibles pour le design des équipements de changement de phases impliquant ces systèmes. Leur avantage réside dans le fait qu‟ils ont été calculés indépendamment de la température. Les résultats de cette étude ont permis de mieux évaluer les capacités et limites des modèles NRTL, UNIFAC, ainsi que la fiabilité de la technique de calorimétrie différentielle à balayage.