FOAMSCAN - EXEMPLE 4

INTRODUCTION et PRINCIPE DES METHODES

Cette note compare l'effet d'un agent antimoussant (ici appelé antimousse) sur le comportement de trois mousses formées à partir de trois solutions aqueuses contenant respectivement du C12E6, du SDS, et de l'OVALBUMINE.

Deux méthodes générales peuvent être utilisées avec le FOAMSCAN pour caractériser l'antimousse :

1ère méthode : l'antimousse est déposé au moyen d'une pipette à la surface libre de la mousse préalablement formée dans le tube de verre et l'appareil enregistre les variations des caractéristiques de la mousse (volume, quantité de liquide, etc.).

2ème méthode : l'antimousse est mis dans l'échantillon de liquide et l'on observe le pouvoir moussant de cet échantillon.

Cette dernière méthode permet également d'effectuer plusieurs reprise du bullage après l'effondrement de la mousse et d'observer la variation de l'efficacité de l'antimousse au cours du temps.

 

L'appareil utilisé est le FOAMSCAN (description - mesures).

 

PROTOCOLE :

1/ Echantillons de liquide :

• C12E6 : tensioactif non-ionique, formule : C24 H50 O7
  Hexaethylène glycol monododecyl ether (Masse molaire=450.66).
  Solution : C12E6 (Sigma), concentration de 5g/l, dans une solution tampon phosphate-citrate (pH 6.4),

• SDS : tensioactif anionique, formule : CH3 (CH2)11 OSO3 Na
  Sodium dodecyl sulfate (Masse molaire=288.38).
  Solution : SDS (Sigma), concentration de 5g/l, dans 0.1M Na,

• Ovalbumine : protéine de l'oeuf (poids moléculaire=45000 d).
  Solution : Ovalbumine (Chimie-Plus), concentration de 2g/l, dans une solution tampon phosphate-citrate (pH 6.4).

2/ Agent antimoussant :

A base de silicone, 10 ppm dans l'échantillon de liquide (24 cm3).

3/ Conditions opératoires :

• Température : 25°C

• Gaz utilise : azote U

• Débit de gaz : 30 ml/min

• Volume initial de liquide : 24 ml

• Fritté en verre de porosité : 16-40 µm

 

Rappel :

On se référera à l'Exemple2 : Une méthode pour comparer le comportement des mousses après leur formation dont on utilise les résultats ci-dessous pour mettre en évidence l'influence de l'antimousse.

RESULTATS :

1/ Effet de l'antimousse déposé sur les mousses préalablement formées (1ere méthode),

2/ Effet de l'antimousse sur le pouvoir moussant des liquides (2eme méthode),

3/ Variations de l'efficacité de l'antimousse au cours du temps (pour le C12E6 et SDS)

1/ Effet de l'antimousse déposé sur les mousses préalablement formées (1ere méthode)

Protocole suivi :

Les mousses sont générées par bullage d'azote pendant 150 secondes pour former environ 100 cm3. Après un laps de temps de 450 secondes, l'antimousse est déposé sur leur surface libre dans le tube de verre du FOAMSCAN. Les variations de leur volume sont suivies par analyse d'image.

Résultats :

La figure 1 donne les résultats de ces variations.

Commentaires :

A) Après la coupure du bullage, on observe d'abord une diminution naturelle du volume de chaque mousse tant que l'antimousse n'est pas déposé. Les vitesses de décroissance de la mousse sont calculées dans l'exemple2 (voir rappel ci-dessus).

B) Lorsque l'antimousse est déposé, on assiste à un effondrement brutal des mousses formées avec le C12E6 et le SDS. Par contre, cet agent ne semble avoir aucun effet sur celle formée avec l'ovalbumine.

 

Tableau récapitulatif :
Vitesses de décroissance des mousses (en cm3/min)

	Décroissance sans antimousse	Décroissance après ajout d'antimousse
C12E6 (5g/l)	5.1	720
SDS (5g/l)	2.6	600
OVALBUMINE (2g/l)	0.6	1

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2/ Effet de l'antimousse sur le pouvoir moussant des liquides (2eme méthode),

a/ Cas du SDS

Protocole suivi :

A la fin de l'expérience précédente, lorsque la mousse s'est complètement effondrée, l'antimousse est en totalité dans la cuvette.
Le bullage a alors été repris jusqu'à former à nouveau 100 cm3 de mousse, puis a été coupé.

Résultats :

Les figures 2 et 3 donnent les variations du volume de mousse et des quantités de liquide emprisonnées dans la mousse en fonction du temps (courbes en vert) et les comparent avec celle sans antimousse (courbes en noir).

Commentaires :

A) Les vitesses de formation de la mousse, sans antimousse et avec antimousse, sont nettement différentes. On peut aussi noter que la quantité totale de liquide entraînée est supérieure, avec l'antimousse.

B) Après la coupure du bullage, le volume de mousse décroît plus vite avec l'antimousse. De même, le drainage est plus rapide.

 

b/ Cas du C12E6

Protocole suivi :

Comme avec le SDS, le bullage a été repris de suite après l'effondrement total de la mousse intervenu au cours de l'expérience précédente.

Résultats :

Les figures 4 et 5 donnent les variations du volume de mousse et des quantités de liquide emprisonnées dans la mousse en fonction du temps (courbes en vert) et les comparent avec celles sans antimousse (courbes en noir).

Commentaires :

A) Ici, il n'a pas été possible de former à nouveau 100 cm3 de mousse puisque le volume s'est stabilisé aux environs de 80 cm3. Cet état stationnaire correspond à un indice de BIKERMAN de 175 secondes.

B) Comme pour le SDS, après la coupure du bullage, le volume de mousse décroît plus vite, et la vitesse du drainage augmente considérablement.

 

c/ Cas de l'Ovalbumine

Protocole suivi :

Contrairement aux expériences avec le SDS et le C12E6, c'est une solution "fraîche" d'ovalbumine (2g/l) avec l'antimousse (10 ppm) qui a été testé avec le FOAMSCAN. Le bullage a duré 150 secondes.

Résultats :

Les figures 6 et 7 donnent les variations du volume de mousse et des quantités de liquide emprisonnées dans la mousse en fonction du temps (courbes en vert) et les comparent à celles sans antimousse (courbes en noir).

Commentaires :

Le volume de mousse formé pendant le même laps de temps est moindre mais sa stabilité reste encore élevée et le drainage reste comparable.

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3/ Variations de l'efficacité de l'antimousse au cours du temps

Ces expériences ont été mené avec le SDS et le C12E6. Elles ont consisté à reprendre le bullage de suite après la fin de l'effondrement des mousses survenu au cours des expériences décrites au paragraphe 2 ci-dessus.

a/ Cas du SDS

Protocole suivi :

Le bullage a duré jusqu'à former à nouveau 100 cm3 de mousse puis a été coupé.

Résultats :

Les figures 8 et 9 donnent les variations du volume de mousse et des quantités de liquide emprisonnées dans la mousse en fonction du temps (courbes en bleu) et les comparent avec celles obtenues dans les expériences précédentes (courbes en noir et vert).

Commentaires :

Les différences de comportement de la mousse viennent :

• du temps de formation de la mousse :

- sans antimousse : 150 secondes
- 1er bullage avec antimousse : 800 secondes
- 2eme bullage avec antimousse : 160 secondes


• de la quantité de liquide emprisonné dans celle-ci

- sans antimousse : 9.7 cm3
- 1er bullage avec antimousse : 16.2 cm3
- 2eme bullage avec antimousse : 10.5 cm3


• des vitesses de décroissance de la mousse pendant la phase d'effondrement (cf tableau en fin de page) qui sont devenus nettement plus élevés avec le changement de texture de la mousse.

Ces résultats montrent que les caractéristiques de l'agent antimoussant ont changé ("vieillissement" de l'antimousse).

 

b/ Cas du C12E6

Protocole suivi :

Dans le cas du C12E6, il est impossible d'atteindre un volume de mousse de 100 cm3 après l'injection de l'antimousse. Le bullage a donc duré jusqu'à l'obtenir le maximum de mousse possible (<100 cm3) puis a été coupé.

Résultats :

Les figures 10 et 11 donnent les variations du volume de mousse et des quantités de liquide emprisonnées dans la mousse en fonction du temps (courbes en bleu) et les comparent avec celles obtenues dans les expériences précédentes (courbes en noir et vert).

Commentaires :

On ne forme plus que 80 cm3 de mousse environ alors que l'on peut en formé 100 cm3 en 150 secondes sans la présence d'antimousse.

Au niveau de la décroissance de la mousse après le 1er bullage et après le second, on remarque que les vitesses sont équivalentes (cf tableau ci-dessous). Cela signifie que l'antimousse ne semble donc pas perdre son efficacité au cours du temps.

 

Tableau récapitulatif :
Vitesses de décroissance de la mousse (en cm3/min)

CONCLUSION

Le FOAMSCAN permet de caractériser l'influence d'un agent antimoussant sur le comportement des mousses (soit en le déposant sur la mousse, soit en les incorporants aux liquides). Il permet aussi de montrer sa persistance au cours du temps.