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La molécule d'eau présente un caractère dipolaire. Elle possède des propriétés particulières de mouillage et de dissolution. Lorsqu'une poudre est mouillée avec de l'eau, les particules veulent adhérer les unes aux autres. L'eau est un liant souvent utilisé dans les processus d'agglomération. La déshumidification/le séchage nécessite une quantité d'énergie relativement importante.

Quels sont les facteurs d'influence pour une distribution réussie du liquide dans la poudre ?

Dans presque tous les domaines de l'industrie de transformation des produits en vrac, les poudres sont humidifiées avec des liquides. Ce processus semble trivial. Mais parfois, les résultats de l'humidification ne sont pas satisfaisants. Des grumeaux peuvent se former, le liquide n'est pas réparti de manière homogène ou le produit en vrac présente ensuite de faibles propriétés d'écoulement.

En plus de la viscosité, la tension superficielle du liquide a une influence majeure sur sa distribuabilité dans la poudre. Cependant, les propriétés des poudres jouent également un rôle important si la distribution de liquide doit être réussie.

    Quelle est l'affinité de la surface de la poudre avec les liquides? Comment se caractérise la capillarité de la poudre ?

     

    Apparences typiques de différents liquides :

    a. Tension superficielle basse
    b. Tension de surface élevée
    c. Reflux de liquide
    d. Fluide qui avance
    e. Liquide injecté dans la zone de turbulence du tourbillon (buse monofluide)
    f. Le liquide est micro-injecté et la poudre est fluidisée (buse à deux fluides).

    Particules avec pores ouverts et fermés

    Particules avec pores ouverts et fermés

    Capillarité de la poudre et tension superficielle du liquide

     

    Si la tension superficielle d'un liquide est faible (a), le liquide veut mouiller spontanément la surface solide. Les capillaires (5) d'une particule sont alors également pénétrés. Plus la tension superficielle d'un liquide est élevée (b), moins le liquide veut pénétrer dans les capillaires des particules. Il en va de même pour les cavités d'un mélange de poudres. Lorsque la tension superficielle est élevée, la distribution du liquide dans la poudre n'est possible que si le liquide et les particules sont intensément mélangés et triturés ensemble.

    Le mouillage homogène d'une poudre n'est pas trivial.

     

    À l'état sec (1), la poudre se présente comme une dispersion solide-air. Les cavités entre les particules ne sont pas uniformes et changent constamment lors du mélange. Si un liquide est versé dans le mélange en mouvement, l'air est alors chassé des cavités. Le liquide se répartit sous la forme d'une fine couche de liquide autour de chaque particule individuelle. Ceci constitue la couche d'adsorption (1). Le liquide adhère fermement et ne peut être éliminé que par voie thermique. Si la proportion de liquide augmente pendant le mélange, le liquide s'accumule aux points de contact des particules dans ce que l'on appelle des ponts et (2) des goussets. C'est ainsi que commence l'agglomération. Plus la proportion de liquide augmente, plus les espaces libres (3) entre les particules solides sont remplis de liquide. Lorsque tous les capillaires formés par le système de particules sont remplis de liquide, la (4) saturation se produit. Le produit en vrac se transforme en suspension.

    Si la tension superficielle du liquide est faible et que l'affinité entre le liquide et le solide est particulièrement grande, une absorption instantanée peut avoir lieu. La matière liquide disponible est immédiatement absorbée par la matière solide. Cela conduit souvent à des agglomérats non souhaités. Mais un processus de mélange prolongé peut difficilement faire progresser la distribution du liquide. Dans les cas où l'affinité entre la poudre et le liquide est élevée (comme le montre la figure f), il faut ajouter le liquide de manière constante et lente, de manière à le doser et à le pulvériser pendant le mélange. La pulvérisation en dessous du niveau du produit en vrac améliore généralement l'autonettoyage du mélangeur.

    Système de particules qui est mouillé pendant le mélange.

    Système de particules qui est mouillé pendant le mélange.

    Les différents procédés de mouillage peuvent être testés dans l'installation pilote amixon®.

    Les différents procédés de mouillage peuvent être testés dans l'installation pilote amixon®.

    Aujourd'hui, il est possible d'analyser facilement les propriétés des liquides et des produits en vrac. Est-il encore d'actualité d'effectuer des essais pratiques de mélange dans des mélangeurs de poudres ?

     

    En effet, nous pouvons aujourd'hui analyser rapidement et précisément les caractéristiques des liquides et des poudres. Mais malheureusement, les systèmes dispersés composés de différentes poudres sont trop complexes pour que l'on puisse simuler leur mélange ou même leur humidification. Dans un avenir prévisible, les calculs seront beaucoup plus coûteux que les essais pratiques.

    Dans le centre pilote d'amixon®, les procédés de mouillage les plus divers sont utilisés presque quotidiennement. Nous serons heureux de vous présenter ces procédés à l'aide de vos produits originaux et de vous montrer de manière impressionnante l'aspect et l'écoulement de vos poudres mouillées par la suite.

    L'humidification de la poudre peut entraîner un encrassement involontaire du mélangeur

     

    Selon la viscosité et l'adhésivité du liquide, des adhérences indésirables peuvent se produire. Ceux-ci peuvent se former sur les parois ou même sur les outils de mélange.


    En règle générale, il est préférable que la chambre de mélange présente un taux de remplissage élevé. Les composants secs de la poudre doivent être introduits en premier. Le mélange des composants en poudre est l'étape préalable au mouillage. Le mode d'ajout du matériau liquide est d'une grande importance. Il faut éviter les grandes différences de concentration. amixon® utilise des lances d'ajout de liquide qui pénètrent dans la partie inférieure de la chambre de mélange. Le débit volumétrique de l'ajout de liquide doit être déterminé en fonction de deux paramètres :

    1. la capacité d'adsorption de la poudre
    2. la vitesse de rotation des outils de mélange. Plus la poudre s'écoule rapidement, plus le liquide est réparti uniformément dans la poudre.


    Il faut absolument éviter les dépôts et les adhérences de substances liquides. Ils ne doivent être tolérés que dans des cas exceptionnels, car ils peuvent causer de gros problèmes :

    • Dans le produit final, il manque précisément les parts de matières liquides qui encrassent le mélangeur.
    • Les colmatages qui se sont formés peuvent s'accroître à chaque charge. Ils peuvent se détacher lors du mélange et contaminer le produit mélangé de manière incontrôlée.
    • Les adhérences augmentent la friction lors du mélange. L'enrobé est chauffé involontairement.
    • Les colles fortement adhérentes peuvent bloquer les outils de mélange.

    La meilleure méthode d'ajout de liquide pendant le malaxage peut être déterminée par des essais dans le centre technique d'amixon®.

     

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