Ajout de liquides, mouillage et enrobage :
incorporer uniformément les huiles, les graisses et les liants
Huiles, graisses et liants
à incorporer uniformément dans les poudres
Huiles, graisses et liants
à incorporer uniformément
Mouillage, procédés de mouillage, enrobage,
granulation par agglomération et taux d’enrobage au cours du processus de mélange
Summary
Lors de l’ajout de liquides, des huiles, des graisses, des liants ou des solutions de principes actifs sont incorporés dans une poudre sèche. Il est essentiel que le liquide entre en contact avec le plus grand nombre possible de surfaces de particules dès son introduction, faute de quoi des grumeaux se forment. Selon la proportion de liquide et le produit final recherché, le procédé permet d’obtenir une poudre fluide, une enveloppe continue ou un granulé.
Articles intéressants, FAQ et thèmes autour de l’ajout de liquides, du mouillage et de l’enrobage
Lors de l’ajout de liquides, des huiles, des graisses, des liants ou des solutions de principes actifs sont incorporés dans une poudre sèche. Le moment de l’introduction est déterminant : si le liquide n’entre en contact qu’avec un petit nombre de particules, le mouillage est irrégulier et des grumeaux se forment. Ceux-ci doivent ensuite être désagrégés avec un apport énergétique élevé. En revanche, si le mouillage des poudres s’effectue sur une grande surface, le procédé permet d’obtenir, selon la proportion de liquide, une poudre fluide, un enrobage ou un granulé.
Les facteurs déterminants sont le point d’introduction et le fractionnement du jet de liquide, la viscosité et la température de l’additif ainsi que le choix du procédé de mouillage. Dans le cas des phases grasses, la régulation de la température constitue un facteur supplémentaire, car une matière fondue se solidifie immédiatement au contact d’une poudre froide. Pour une granulation par agglomération ciblée, l’ajout de liant et le temps de séjour dans le processus de granulation déterminent la taille des grains, tandis que des outils de coupe tranchants dispersent les grumeaux. Le taux d’enrobage décrit le degré de fermeture de l’enveloppe autour de la particule support.
Vous trouverez ci-après les questions les plus fréquentes concernant l’ajout de liquides, le mouillage et l’enrobage, les concepts de machines adaptés — du mélangeur vertical au granulateur à couche annulaire, en passant par le mélangeur-sécheur conique — ainsi que les principaux termes techniques présentés en détail.
FAQ - Ajout de liquide, mouillage et revêtement
La nettoyabilité pour les recettes de poudres adhérentes de cacao, de matières grasses et autres commence par une construction hygiénique, accessible et pouvant être vidangée aussi complètement que possible. Des surfaces lisses et affleurantes, des zones de dépôt minimisées, des joints facilement accessibles, des ouvertures d'inspection adaptées et une conception entièrement drainable sont des conditions centrales.
amixon® favorise la nettoyabilité pour les poudres adhérentes grâce à une géométrie de mélangeur accessible et hygiénique, des portes d'inspection Clever-Cut® avec joint OmgaSeal®, des fonctions de réduction des quantités résiduelles ainsi que le système automatisé WaterDragon®. Celui-ci utilise des lances de lavage à jet dirigé programmables, rétractables et rotatives, qui pénètrent dans la chambre de mélange pour le nettoyage humide.
La qualité de mélange et l'intégrité des particules peuvent être garanties simultanément lorsque le procédé de mélange est adapté à la résistance à la rupture du granulé. Pour les granulés de pressage sensibles, conviennent avant tout des principes de mélange ménageants tels que les mélangeurs conteneurs, à culbutage, en V, à double cône ou coniques à vis. Les systèmes de mélange convectifs à faible vitesse peuvent également convenir, à condition que la vitesse de rotation, le taux de remplissage, le temps de mélange et les conditions d'introduction ne sollicitent pas excessivement les particules.
Les mélangeurs verticaux amixon® équipés d'outils de mélange SinConvex® peuvent être conçus pour une homogénéisation ménageante des granulés sensibles à faible vitesse périphérique. Le fabricant indique, pour les mélangeurs VM et HM, une plage réglable d'environ 0,8 à 3,5 m/s. La sollicitation réelle des particules dépend toutefois en outre de la durée de mélange, du taux de remplissage, de la géométrie de l'outil, du dosage et de l'évacuation.
Un procédé de mélange continu de détergents avec ajout de liquide est conduit de façon stable lorsqu'un flux principal gravimétrique constitue la grandeur de pilotage et que tous les flux de solides et de liquides sont asservis via des rapports de recette fixes et surveillés. Le liquide devrait être ajouté au moyen d'une boucle de dosage rapide régulée en débit massique ; un régulateur de rapport (ratio) supérieur couple sa valeur de consigne au débit réel de solide.
L'AMK amixon® stabilise un procédé de mélange continu grâce à un dosage gravimétrique synchronisé, une conduite contrôlée du niveau de remplissage et une procédure de démarrage et d'arrêt définie. Le mélangeur démarre à environ la moitié de sa capacité de remplissage ; l'organe d'évacuation s'ouvre à environ 80 % de taux de remplissage. Ensuite, le taux de remplissage est maintenu constant pendant le fonctionnement en production.
Pour la combinaison de mélange, d'ajout de liquide et de granulation, conviennent avant tout les mélangeurs-granulateurs à haut cisaillement, les installations à lit fluidisé, les granulateurs continus à double vis et certains mélangeurs à fluidisation mécanique. Les systèmes à haut cisaillement produisent souvent des granulés compacts, les lits fluidisés peuvent combiner granulation et séchage, et les doubles vis conviennent aux procédés continus. Le bon choix dépend de la structure de granulé souhaitée, du comportement du produit, de l'ajout de liquide, du nettoyage, de la sécurité et d'une validation par essai avec le produit d'origine.
amixon® convient pour un ajout précis de liant, une humidification, une agglomération par croissance et une granulation dans des procédés discontinus ou continus. La pertinence d'un procédé en un seul récipient (one-pot) incluant le séchage dépend du produit et de la taille de charge. Des essais en halle d'essais avec le produit d'origine constituent la base d'un choix fiable d'appareil et de procédé.
Les liants visqueux se dosent le plus fiablement via une chaîne pompe volumétrique-conduite-buse thermorégulée et aussi courte que possible. Des vannes à faible espace mort, un guidage de tuyauterie auto-vidangeable, une pulvérisation adaptée et une conception de nettoyage validable sont plus importants qu'un composant isolé. La conception doit prendre en compte conjointement le liant, la viscosité, la température, la quantité de dosage, le mouvement du produit et l'exigence d'hygiène.
Les mélangeurs discontinus amixon® peuvent être équipés de lances d'ajout de liquide et de buses bifluides pour le dosage et l'introduction de liants visqueux. Une exécution thermorégulée peut aider à maintenir la viscosité du liant dans la plage exploitable. L'introduction dans la zone de produit en mouvement ainsi que l'utilisation d'un rotor de coupe favorisent un mouillage homogène et peuvent limiter le surmouillage local.
Pour les procédés continus de détergents avec additifs liquides, conviennent avant tout les mélangeurs à couche annulaire ou granulateurs à couche annulaire, les mélangeurs socs de charrue et les mélangeurs à palettes à deux arbres. Les systèmes à couche annulaire conviennent lorsqu'une intensive mouillage ou agglomération est souhaitée. Les mélangeurs socs de charrue offrent une solution flexible pour le mouillage continu de poudres. Les mélangeurs à palettes à deux arbres sont avantageux lorsqu'une incorporation homogène et en même temps ménageante de granulés ou d'additifs sensibles est requise.
Le mélangeur continu amixon® AMK permet le traitement continu de solides avec un ajout de liquide contrôlé. Son concept de démarrage et d'arrêt fonctionne avec une évacuation initialement fermée, des flux de dosage gravimétriques synchronisés et un taux de remplissage régulé. Selon les indications d'amixon®, l'évacuation s'ouvre à un taux de remplissage d'environ 80 %, puis le taux de remplissage est maintenu constant pendant le fonctionnement en production.
Pour l'incorporation d'arômes, de prébiotiques, de vitamines et d'oligo-éléments dans le lait en poudre, il n'existe pas de mélangeur universellement optimal. Les mélangeurs à palettes à deux arbres, les mélangeurs socs de charrue et en particulier les mélangeurs verticaux à deux arbres sont des solutions adaptées lorsque des temps de mélange courts, une homogénéité élevée et, le cas échéant, un ajout contrôlé d'arômes liquides sont requis. Pour les laits en poudre particulièrement sensibles et agglomérés, les mélangeurs coniques à vis ou à chute libre en conteneur peuvent être avantageux lorsque des composants majoritairement secs sont traités.
amixon® propose trois solutions échelonnées pour l'incorporation ménageante d'ingrédients sensibles dans le lait en poudre : le mélangeur KoneSlid® pour des charges petites à moyennes et des agglomérats sensibles, le mélangeur vertical à deux arbres pour les grandes charges, ainsi que l'AMK pour les procédés continus. Le choix dépend de la taille de charge, du débit, de la recette, de la structure du produit, des quantités à doser et du concept d'hygiène requis.
Une distribution granulométrique définie est pilotée avant tout par le rapport liquide/solide, les propriétés et la répartition du liant, la taille des gouttelettes et le débit de pulvérisation, l'apport d'énergie mécanique, le temps de séjour ainsi que les conditions de température et de séchage. Le rapport liquide/solide est souvent la grandeur de réglage dominante en agglomération humide : trop peu de liquide favorise les fines et des agglomérats faibles ; trop de liquide favorise les surgranulés, la formation de grumeaux et des distributions larges.
Pour le pilotage ciblé de la distribution granulométrique lors de l'agglomération, amixon® mise sur la granulation par croissance en discontinu dans les systèmes de mélange verticaux et coniques VM, HM et AM, ainsi que dans les mélangeurs-sécheurs AMT et VMT. Les grandeurs de réglage les plus importantes sont l'ajout de liquide ou de liant (quantité, concentration, vitesse d'ajout et image de pulvérisation), la vitesse périphérique de l'outil, le temps de mélange ou la durée de charge, le taux de remplissage ainsi que, si nécessaire, la conduite de température et le temps de post-mélange. Comme chaque charge est intégralement enregistrée et évaluée, la distribution granulométrique peut être ajustée de façon ciblée sur plusieurs phases d'ajout et de mélange. Pour les applications exigeant explicitement un mode de fonctionnement continu, amixon® propose en complément, avec le granulateur-mélangeur à couche annulaire RMG, une ligne de produits autonome.
Pour les barbotines et les suspensions céramiques de viscosité faible à moyenne, les mélangeurs rotor-stator conviennent pour un mouillage rapide et la dissolution d'agglomérats mous. Lorsqu'une dispersion plus fine et plus stable est requise, les broyeurs à billes agités, les broyeurs à perles ou les attriteurs constituent généralement la solution la plus efficace. Il faut alors tenir compte de l'usure des corps broyants, de l'élévation de température et d'une éventuelle modification des particules primaires.
Les systèmes de mélange amixon® peuvent homogénéiser les poudres céramiques de façon ménageante et, si nécessaire, les désagglomérer de manière ciblée avec des rotors de coupe à entraînement séparé. L'outil de mélange principal assure le mouvement tridimensionnel du produit, tandis que les rotors de coupe apportent localement une énergie de cisaillement et de choc. L'intensité peut ainsi être adaptée à la tâche : de la préservation de granulés de pressage sensibles jusqu'à la dissolution d'agglomérats mous ou moyennement résistants.