Le mouillage est particulièrement difficile lorsque le liquide utilisé est très visqueux et que la poudre contient de très petites particules.
Rhéologie des liquides dans le contexte du mélange de poudres
Les agglomérats qui se forment après l'ajout de matière liquide sont généralement indésirables. Il est parfois difficile de les désagglomérer.
La rhéologie
étudie les phénomènes d’écoulement et de déformation des corps et des masses
sous l’effet de forces qui s’appliquent sur eux. La répartition uniforme de
petites quantités de liquide dans de grandes quantités de poudre s’appelle le
« mouillage » des particules de poudre. En fonction de l’adhérence et
de la viscosité du liquide, ce procédé de mélange peut donner lieu à une
répartition non homogène du liquide dans la poudre.
Changement de viscosité sous l’effet de la chaleur
Les lécithines, la mélasse, le miel, les graisses, les oléorésines, les extraits de boulangerie et les huiles végétales ont une viscosité variable. À température ambiante, elle peut être trop élevée pour permettre à ces matières de se mélanger facilement aux poudres. Il est donc utile d’ajuster leur degré de viscosité. Comme la viscosité tend à diminuer lorsque la température augmente, le liquide peut être chauffé avant d’être introduit dans le mélangeur.
Tableau de la viscosité dynamique mesurée en Pa*s
Changements de viscosité sous la contrainte de cisaillement
Outre la température des liquides, d’autres caractéristiques sont à prendre en compte. Selon le genre (dilatant, newtonien ou structurellement visqueux), les liquides se comportent différemment lorsqu’ils sont soumis à une contrainte de cisaillement. Une contrainte de cisaillement s’exerce sur un fluide par exemple lorsque ce dernier est mélangé ou pompé, lorsqu’il s’écoule dans des tuyaux ou lorsqu’il est vaporisé.
Par exemple, lorsqu’un liquide dilatant est transporté à l’aide d’une pompe centrifuge ou injecté dans le mélange à l’aide d’une buse, sa viscosité augmente, ce qui nuit au processus de mélange. En effet, de nombreux petits granules humides peuvent se former et se recouvrir de poudre sèche. Les additifs d’acides aminés sous forme liquide tels que l’acide aspartique, la glycine, la méthionine, le tryptophane, la lysine, la thréonine ou la valine ont tendance à être dilatants, tout comme le miel. Les suspensions d’amidon sont également très dilatantes.
En revanche, un liquide structurellement visqueux (pseudo-plastique) réagit tout à fait différemment lorsqu’il est soumis à une action de cisaillement. Lorsqu’il est pompé, transporté, dosé ou vaporisé, sa viscosité diminue, ce qui favorise son mélange dans la poudre.
L’eau ou l’huile de cuisson, quant à elles, présentent un comportement newtonien. Leur viscosité ne change pratiquement pas, même lorsqu’elles sont soumises à des contraintes de cisaillement. Cela vaut également, par exemple, pour les solutions aqueuses, mais pas pour la plupart des suspensions. Vous souhaitez en savoir plus sur le mouillage des poudres ?
Graphique représentant la relation entre la viscosité et la contrainte de cisaillement
Un processus de mélange qui donne de bons résultats d’humidification
Le mouillage
homogène et sans agglomérats des mélanges de poudres n’est pas une opération
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Le liquide est introduit e) directement par injection dans la zone active de l’outil de mélange ou f) par vaporisation gazeuse.