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Mélangeur à boule creuse pour les produits en vrac : SpherHelics®

Summary

Sur son site de Paderborn, amixon® fabrique des mélangeurs à billes disponibles dans plus de 23 tailles pour les produits en vrac secs, humides et mouillés. La géométrie des billes facilite le nettoyage. Sur demande, les mélangeurs sont conformes aux exigences d'hygiène des directives EHEDG, FDA et 3-A. amixon® met en avant la flexibilité, les capteurs en temps réel et les lances de nettoyage à jet ciblé programmables comme critères de sélection essentiels. Des mélanges homogènes sont obtenus dès 25 à 40 tours de l'outil de mélange. Même avec des compositions de composants allant jusqu'à 1:100 000, le coefficient de variation de la qualité du mélange est inférieur à 5 %. Les mélangeurs à billes amixon® sont disponibles avec des volumes utiles allant de 50 à 14 000 litres et sont adaptés sur mesure. Au centre technique, les clients peuvent tester et comparer des mélangeurs à billes équipés de rotors de coupe coaxiaux ou installés transversalement. Sur la base des résultats des essais, les experts d’amixon® adaptent les différentes tailles de 50 litres à 14 000 litres.

amixon® fabrique des mélangeurs à billes creuses disponibles en 23 tailles différentes. Les volumes de charge vont de 50 litres à 14 000 litres. Les outils de mélange en forme de spirale tournent autour d'un axe incliné. Celui-ci présente une inclinaison comprise entre 20° et 25°. L'inclinaison dépend de la taille de la vanne de décharge. L'effet de mélange reste toujours le même. Les mélangeurs à sphères dotés d'outils de mélange montés en biais font partie de la catégorie des mélangeurs de précision verticaux. Lorsque les produits à mélanger sont agités en biais par rapport à la force de gravité, celle-ci superpose au transport ascendant un mouvement transversal. Cela intensifie le processus de mélange.

En principe, tout récipient à symétrie de révolution peut servir de chambre de mélange, à condition que l'outil de mélange soit adapté en conséquence. La sphère constitue un cas particulier. Elle ne présente ni arêtes ni angles et possède le plus petit rapport surface/volume. La surface (A) d'une sphère se calcule à partir du diamètre (d) et du volume (V) :

A = 6V/d

Cette faible surface spécifique est avantageuse en termes de facilité de nettoyage et en présence de produits de mélange adhérents.

Des critères de qualité qui font la différence au quotidien

Compte tenu de la longue durée de vie d'un mélangeur de poudres, le choix de l'appareil doit être mûrement réfléchi. amixon® offre les conditions idéales. Outre les mélangeurs à billes creuses amixon, tous les autres mélangeurs d'essai amixon peuvent également être comparés à l'échelle 1:1. Tous les mélangeurs d'essai ont un volume utile de 400 litres.

Les essais de mélange fournissent des informations sur les principaux critères de qualité :

  • processus de mélange efficaces
  • meilleures qualités de mélange
  • flexibilité face à différents degrés de remplissage
  • incorporation aisée de matières liquides
  • Bonne évacuation des résidus
  • Nettoyage rapide (à sec, humide ou à l'eau)
  • Faible consommation d'eau de nettoyage
  • Temps de séchage court après un nettoyage humide, même à froid
  • Portes d'inspection ergonomiques
  • Coût d'acquisition avantageux
  • Service après-vente fiable

Le mélangeur à billes SpherHelics de type SH 1500 est conçu pour des lots de 1,5 m³. Le rotor de coupe est disposé de manière coaxiale.

Les mélangeurs à billes creuses présentent des propriétés intéressantes

 

Si l'outil de mélange est conçu comme une hélice et que sa rotation génère un volume enveloppant légèrement inférieur au diamètre intérieur de la sphère creuse, le débit volumique déplacé par le mélangeur hélicoïdal dans la chambre de mélange sphérique peut être calculé avec une grande précision.

IV = π / 4 · (D² - d²) · Φ · S · n · ζ

  • IV : débit volumique de refoulement
  • D/d : diamètre extérieur/intérieur de la spirale
  • Φ : degré de remplissage
  • S : pas de la spirale
  • n : fréquence de rotation
  • ζ : coefficient de vitesse

 

Si nous choisissons une inclinaison constante de la spirale de 25° et une largeur de spirale correspondant à 10 % du diamètre des billes, nous pouvons calculer le débit à titre d'exemple. Si le coefficient de vitesse ζ = 0,8 et le taux de remplissage 50 %, 19,5 % du produit mélangé est brassé à chaque tour.

 

Il est intéressant de noter que cette formule est également valable lorsque l'outil de mélange tourne très lentement.

Les mélangeurs amixon® permettent généralement d'obtenir un mélange homogène après seulement 25 à 40 tours. Cela vaut même pour les mélanges à deux composants dont le rapport massique peut atteindre 1:100 000.

Une qualité de mélange idéale est atteinte lorsque la répartition des substances ne peut plus être améliorée dans des conditions pratiques, indépendamment du principe de mélange ou de la durée du mélange.

Les résultats des tests de qualité de mélange sont reproductibles. Ils répondent à l'exigence selon laquelle le coefficient de variation de la qualité de mélange de chaque échantillon de 20 grammes doit être inférieur à 5 %.

À cet égard, tous les mélangeurs amixon® peuvent également mélanger de manière idéale, en douceur et avec précision des produits particulièrement fragiles.

amixon® vous conseille de manière complète et objective

Parmi les fournisseurs de mélangeurs verticaux de poudres, amixon® joue un rôle de pionnier à l'échelle mondiale. Ce leadership repose sur l'expérience acquise grâce aux milliers de mélangeurs amixon® que nous avons livrés dans le monde entier depuis 1983. amixon® vous offre des conseils complets et impartiaux sur toutes les questions relatives aux mélangeurs verticaux de précision, y compris les mélangeurs à chambre de mélange sphérique.

La gamme de produits amixon® est très complète. Vous pouvez la tester à Paderborn :

  • KS : les mélangeurs KoneSlid® sont dotés à l’intérieur d’un cône à profil opposé qui sert d’organe de déchargement.
  • VM : les mélangeurs verticaux à arbre unique possèdent des chambres de mélange cylindriques.
  • SH : les mélangeurs à sphères creuses sont équipés d’arbres de mélange verticaux ou inclinés. Notre marque SpherHelics® désigne la chambre de mélange sphérique et la spirale de mélange caractéristique d’amixon®.
  • HM : les mélangeurs à double arbre sont équipés de deux cylindres qui s’engrènent l’un dans l’autre.
  • AM : les mélangeurs coniques sont dotés de chambres de mélange cylindro-coniques.

Nous n’avons pas répertorié ici nos mélangeurs-sécheurs sous vide ni nos réacteurs de synthèse.

Tous les mélangeurs amixon® présentés à droite sont des mélangeurs de précision classiques qui permettent d'obtenir des qualités de mélange idéales. Dans la pratique, les résultats de mélange ne peuvent pas être améliorés. Le coefficient de variation de la qualité de mélange atteint très rapidement une valeur inférieure à 5 %. L'évolution de la qualité de mélange peut être décrite comme suit :

M(t) = M_∞ − (M_∞ − M₀) · e^(−k·t)

M(t) est le coefficient de variation de la qualité de mélange au moment t. M_∞ est la qualité de mélange asymptotiquement atteignable (qualité de mélange finale). M₀ est la qualité de mélange initiale. k est la constante de vitesse de mélange individuelle liée à la conception. t est le temps de mélange et e est le nombre d'Euler (environ 2,71828).

L'essayer, c'est l'adopter

 

Avant de prendre une décision d'achat, il faut faire des essais. Les essais dans le centre technique d'amixon® sont dans tous les cas instructifs. Vous pouvez tester plusieurs mélangeurs d'essai en parallèle. Vous pouvez ainsi évaluer l'efficacité du mélange, la diversité d'utilisation, la vidange des résidus et la capacité de nettoyage. Compte tenu de la longue durée de vie des mélangeurs de poudres (20 à 30 ans), cet effort est judicieux.

Les questions typiques peuvent être les suivantes :

  • À quelle fréquence le mélangeur doit-il être entièrement vidé (nettoyage ou changement de produit) ?
  • Cela sera-t-il nécessaire plus souvent à l'avenir ?
  • Le mélangeur peut-il se vider complètement de lui-même ?
  • Le produit restant peut-il être vendu ? Ou les restes doivent-ils être éliminés ?
  • Combien de temps dure la vidange ?
  • Quelle est la taille des résidus ?
  • Combien de temps dure un nettoyage à sec ?
  • Combien de temps dure un nettoyage humide ?
  • Quel est le degré d'automatisation possible ?

Les clients peuvent-ils tester tous les mélangeurs ?

 

Réponse de M. Böning : Oui, bien sûr. Tous les types de mélangeurs, y compris notre nouveau SpherHelics®, sont disponibles. La taille des lots est uniformément de 400 litres. Nos clients peuvent ainsi acquérir toutes les connaissances importantes. En même temps, ces connaissances servent à amixon® d'impulsions précieuses pour les développements futurs.

D'ailleurs, amixon® n'a pas eu beaucoup de mal à redévelopper le mélangeur à boule creuse pour les 12 tailles. En tant que fabricant à la commande, nous concevons de toute façon chaque installation de mélange individuellement. Nous utilisons pour cela notre configurateur de variantes éprouvé. En outre, nous disposons d'un vaste savoir-faire dans la mécanique de mélange des malaxeurs verticaux à hélices - qu'ils soient montés verticalement ou inclinés.

Pour la fabrication de nos mélangeurs à boule creuse, amixon® mise exclusivement sur des composants éprouvés et fiables. Il s'agit notamment

  • le palier du mécanisme de mélange
  • l'outil de mélange
  • l'entraînement
  • la construction et le fonctionnement de la robinetterie d'arrêt sans espace mort,
  • la porte d'inspection Clever-Cut® avec joint OmgaSeal®,
  • les rotors de coupe ainsi que
  • l'alimentation en liquide et les brides sanitaires.

Vue d'un outil de mélange hélicoïdal dans l'atelier amixon®.

Feuille de dimensions pour le SpherHelics®

  • Des mélangeurs plus grands sont disponibles sur demande.
  • La vitesse périphérique peut varier fortement d'environ 0,8 m/s à environ 3,5 m/s. En règle générale, les mélangeurs à boule creuse de type SpherHelics® fonctionnent en rotation lente.
  • En tant qu'entreprise spécialisée dans le soudage, amixon® dispose d'homologations européennes, japonaises, coréennes et américaines pour le traitement des matériaux les plus divers. Les matériaux en contact avec le produit des malaxeurs amixon® sont en option : acier normal S355J2Ge, Hardox, aciers inoxydables austénitiques 1.4301, 1.4541, 1.4571, 1.4404, 1.4539, 1.4529, aciers inoxydables duplex 1.4462, 1.4162, 1.4363 ainsi que les matériaux à base de nickel Alloy 59-2.4605, Hastelloy-C22 et nickel.
  • Sur demande, les agitateurs répondent aux exigences d'hygiène les plus strictes et sont conformes aux directives EHEDG pour le nettoyage à sec et humide. En outre, ils répondent aux
  • En outre, ils répondent aux directives de la FDA en matière d'hygiène ainsi qu'aux exigences de construction du 3-A Sanitary Standard.

Quels critères seront pertinents à l'avenir pour permettre aux entreprises de choisir le mélangeur de poudre optimal ?

Les consommateurs sont instables. Les marchés évoluent rapidement. Les entreprises doivent donc être en mesure d'adapter leurs produits et leurs processus de manière flexible. Cela concerne les recettes, les procédés de fabrication, le nettoyage et l'organisation. Le rôle du mélangeur dans le processus de création de valeur doit être déterminé individuellement pour chaque entreprise de mélange. Dans quelle mesure détermine-t-il la qualité du produit ? A-t-il une importance stratégique ? Les futures exigences techniques seront-elles satisfaites de manière fiable ?

  • Les exigences des marchés cibles augmentent. Les produits doivent présenter des propriétés définies. Par exemple, l'absence de poussière, la fluidité et l'homogénéité sont des propriétés importantes. Pour les aliments et les compléments alimentaires liés à la santé, la granulométrie, la répartition des couleurs, la densité apparente et un aspect naturel sont également importants. Toutes ces caractéristiques de qualité doivent pouvoir être reproduites par un seul et même mélangeur.
  • La flexibilité devient donc un critère clé. Les cycles de vie des produits sont de plus en plus courts. Les tailles des lots varient. Le mélangeur doit donc être capable de maîtriser en toute sécurité des recettes très différentes et des tailles de lots variées. Les exigences croissantes en matière de nettoyage et de stérilisation doivent pouvoir être facilement satisfaites.
  • Un mélangeur de poudres polyvalent sur le plan technique renforce la dynamique de développement. Il ouvre de nouvelles perspectives pour les innovations en matière de produits et de procédés. Les mélangeurs offrant une grande diversité d'applications constituent un véritable avantage concurrentiel. Être capable de mélanger avec précision un mélange de poudres, aussi hétérogène soit-il, avec un minimum d'énergie, est un véritable avantage concurrentiel.
  • Les capteurs doivent enregistrer le processus de mélange en temps réel. Une optimisation basée sur les données augmente la sécurité et l'efficacité du processus.
  • La durabilité devient une condition d'investissement. L'accent est mis ici sur l'utilisation des ressources et la consommation d'énergie. Une bonne nettoyabilité et une longue durée de vie réduisent l'impact environnemental et les coûts.
  • Un investissement initial plus élevé est justifié
    • si les coûts d'exploitation totaux diminuent
    • si de nouveaux segments de marché sont exploités.

Ce n'est pas le prix d'achat qui est déterminant, mais la valeur ajoutée que l'installation de mélange apporte à la viabilité future de l'entreprise.

Avec cette gamme de produits sophistiqués, amixon GmbH souligne son leadership en matière de processus et de qualité dans le domaine des mélangeurs verticaux de précision.

Les mélangeurs à billes creuses présentent des propriétés intéressantes

SpherHelics® taille SH 400.

 

amixon® propose déjà la gamme la plus complète de mélangeurs de précision verticaux et souligne ainsi sa présence sur le marché depuis 40 ans. Avec plus de 40 brevets déposés dans le monde entier, nous nous positionnons comme le leader de l'innovation et la référence en matière de qualité pour les mélangeurs de poudres avec des outils de mélange montés verticalement.

Dès 2021/22, nous avons commencé à développer notre mélangeur à boule creuse. Il a été testé de manière approfondie. Notre SpherHelic® a ensuite été présenté au public juste à temps pour le 40e anniversaire de l'entreprise en 2024.

amixon® a l'ambition d'être toujours à la pointe du progrès et de pouvoir donner une réponse compétente à chaque question. Nous n'y parvenons que si des expériences pratiques fondées sont réalisées à partir d'essais. Notre objectif est de convaincre nos clients à tout moment grâce à notre savoir-faire et à des solutions innovantes.

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