Des installations intégrées peuvent réunir le mélange de poudres, l'ajout de liquide et la granulation dans un seul espace de procédé. Cela permet de réduire les points de transvasement, les pertes de produit et une éventuelle démixtion entre les étapes séparées. Que cela soit avantageux par rapport à des appareils séparés dépend du produit, de la qualité de granulé, du besoin de nettoyage, du débit et du risque de procédé.

Concepts appropriés

Les mélangeurs-granulateurs à haut cisaillement combinent un outil de mélange principal avec un hachoir tournant rapidement. Les poudres sont d'abord mélangées, le liquide de granulation est pulvérisé et les agglomérats sont formés puis limités par le cisaillement et l'action du hachoir. Le procédé convient à une granulation humide rapide et discontinue et souvent à des granulés compacts et mécaniquement stables. Un apport d'énergie trop élevé peut toutefois endommager les particules ou conduire à une surgranulation.

Les granulateurs à lit fluidisé fluidisent la poudre avec de l'air et pulvérisent le liquide de granulation. La granulation et le séchage peuvent alors se dérouler dans la même installation. Ils conviennent souvent à des granulés poreux et bien solubles, mais exigent une coordination précise du débit d'air, de la température, du taux de pulvérisation et de la taille des gouttelettes. Une fluidisation instable ou un taux de pulvérisation trop élevé peuvent provoquer des collages et des agglomérats.

Les granulateurs à double vis continus dosent en continu la poudre et le liquide dans un système à vis. Les éléments de transport, de mélange et de malaxage déterminent le temps de séjour, le taux de remplissage et l'apport d'énergie. Le concept convient à des lignes de production continues avec un dosage stable et une surveillance du procédé. De faibles quantités de rétention (hold-up) sont avantageuses, mais accroissent les exigences envers l'alimentation en matières premières, la régulation et la stratégie de démarrage. Un séchage et un classement en aval sont généralement nécessaires.

Les mélangeurs à fluidisation mécanique tels que les mélangeurs à socs ou à pales peuvent mélanger intensivement la poudre et introduire des liquides par des buses. Avec une recette adaptée, une granulation par croissance est possible, en particulier pour de plus grandes charges. La densité du granulé et la répartition granulométrique dépendent fortement de l'ajout de liquide, de la vitesse de l'outil, du temps de mélange et du comportement du produit.

Les mélangeurs à vis conique verticale avec buses de pulvérisation travaillent de manière relativement ménageante. Ils conviennent à l'homogénéisation et à l'introduction de liquide pour des poudres sensibles. Une granulation prononcée et étroitement contrôlée n'est pas automatiquement atteignable avec de tels mélangeurs ; elle doit être confirmée par des essais pour le produit et la structure de granulé souhaitée.

Critères de sélection

Le choix dépend surtout de la densité de granulé, de la porosité, de la répartition granulométrique, de l'humidité résiduelle, de la fluidité et de la stabilité mécanique souhaitées. Le mode de fonctionnement discontinu ou continu, les changements de produit, la viscosité du liquide, les solvants, la protection contre les explosions, la nettoyabilité et la place disponible sont également pertinents.

Le liquide devrait être introduit à un endroit où il est réparti rapidement et uniformément. La précision de dosage, la direction de pulvérisation, la taille des gouttes, la viscosité, la température et le mouvement local du produit sont déterminants. Une buse ou une position d'injection inadaptée peut entraîner une surhumidification, des collages, une répartition granulométrique large ou un mouillage incomplet.

Pour la surveillance du procédé, le couple, le courant absorbé, la température, l'humidité et, avec un étalonnage adapté, la spectroscopie proche infrarouge peuvent être utilisés. La spectroscopie proche infrarouge mesure dans le proche infrarouge et peut par exemple évaluer l'humidité ou la concentration. Les signaux de mesure doivent être validés par rapport à des échantillons de produit et à des données de qualité ; une courbe de couple seule n'est pas une preuve générale de la qualité du granulé ou du point final de granulation.

En présence de solvants organiques ou de poussières combustibles, les exigences en matière de protection contre les explosions, d'inertage, d'aération et de récupération doivent être planifiées dès le début. Dans les applications critiques sur le plan hygiénique ou réglementaire, les matériaux, les joints, la stratégie de nettoyage et l'efficacité du nettoyage doivent être démontrés pour le produit concret.