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Du cristal de saccharose vers l’état de poudre

La molécule de saccharose

La molécule de saccharose est composée d’une unité glucose et d’une unité fructose reliées entre elles par une liaison osidique. Le saccharose cristallise à température ambiante selon un modèle bien défini dont la forme élémentaire, parmi les sept existantes, est une maille cubique.
Si l’on part du microscopique vers le macroscopique, ces mailles élémentaires s’assemblent entre elles pour former le monocristal de saccharose. Ces derniers donnent ensuite naissance aux grains jusqu’à former l’état de poudre que l’on connait tous.
Par définition, la poudre est un matériau composé de particules solides qui restent en contact. Cet état physique est quoi qu’on en dise instable (on parle plutôt de métastabilité). Cette catégorie, appelée un « milieu granulaire », est bien plus complexe qu’il n’y parait car il présente trois comportements différents :
– La poudre est capable de se déformer, comme les solides,
– La poudre s’écoule, comme les liquides,
– La poudre se compresse, comme les gaz.

La déliquescence des poudres

La déliquescence est, par définition, la propriété d’une poudre à absorber l’humidité de l’air et à passer de l’état cristallin à l’état liquide.
Au fur et à mesure que l’humidité de l’air augmente, la poudre se gorge d’eau. Pour de faibles humidités, la poudre n’est entourée que de vapeur d’eau. A partir d’un seuil, appelé Humidité Relative de Déliquescence (ou HRD), l’eau pénètre les grains jusqu’à sa complète liquéfaction. Ci-dessous quelques HRD sur plusieurs sucres différents.

substance-deliquescente

On note 4 mécanismes qui expliquent et montrent la déliquescence :

L’état pendulaire : L’eau s’intercale entre les grains sous la forme d’anneaux. Cependant, l’écoulement de la poudre reste libre

L’état funiculaire : Les anneaux formés par l’eau coalescent mais de l’air est encore présent entre les grains. La poudre devient plus rigide et l’écoulement, même s’il persiste, devient plus difficile.

L’état capillaire : Dans ce cas, tout l’air entre les grains a été remplacé par de l’eau. La poudre s’agglomère complètement. C’est le mottage.

L’état de goutte : Le liquide occupe tout l’espace et enveloppe complètement les grains. La poudre est fortement humide et devient collante. Dans ce cas, la solubilisation est proche.

 

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