Quels systèmes de mélange prennent en charge le mélange, la granulation et le séchage en une seule installation pour les produits phytosanitaires ?
Pour les produits phytosanitaires, il existe plusieurs façons de coupler étroitement le mélange, la granulation et le séchage. Un véritable procédé en un seul récipient, sans transfert de produit, n'est possible surtout qu'avec des granulateurs à lit fluidisé. Dans d'autres procédés, le mélange, la granulation et le séchage ont certes lieu dans une ligne de procédé intégrée, mais dans des appareils séparés ou des étapes de procédé successives.
Cela est particulièrement pertinent pour les granulés dispersables dans l'eau, également appelés WDG ou WG. Ces formulations se composent typiquement d'un principe actif finement broyé, d'agents mouillants, de dispersants, de liants et, le cas échéant, de charges. Le granulé doit bien couler, être peu poussiéreux, rester stable au stockage et se redisperser rapidement et complètement après ajout à l'eau. Pour les WDG, la granulation en lit fluidisé, l'extrusion, la granulation par pulvérisation, la granulation sur assiette, l'agglomération par mélange et la compactage au rouleau sont notamment des voies de fabrication établies.
Les granulateurs à lit fluidisé associent le mélange, la granulation par pulvérisation et le séchage dans le même espace de procédé. Le produit pulvérulent est fluidisé par un courant d'air ou de gaz inerte thermorégulé. Une solution de liant ou de principe actif est ensuite pulvérisée sur le lit de particules en mouvement. Les agglomérats formés sèchent simultanément grâce au courant de gaz. Le procédé convient en particulier aux poudres bien coulantes et facilement fluidisables ainsi qu'aux granulés dispersables dans l'eau présentant une bonne redispersibilité. Les paramètres de procédé que sont la température de l'air, le débit d'air, le taux de pulvérisation et la concentration du liant déterminent la granulométrie, l'humidité résiduelle, la résistance et le comportement de dispersion du granulé.
Les mélangeurs à haut cisaillement et les granulateurs à haut cisaillement conviennent au prémélange intensif et à l'agglomération humide de principes actifs et d'auxiliaires pulvérulents. Une solution de liant ou de l'eau est ajoutée pendant le mélange, de sorte qu'un granulé humide se forme. Le séchage proprement dit n'a toutefois souvent pas lieu dans le granulateur à haut cisaillement lui-même, mais dans un sécheur à lit fluidisé, un sécheur sous vide ou une autre étape de séchage appropriée en aval. Les systèmes de mélange à haut cisaillement font donc le plus souvent partie d'une ligne de granulation intégrée et ne constituent pas automatiquement des systèmes complets en un seul récipient.
Les mélangeurs à socs, les mélangeurs intensifs et les agglomérateurs mélangeurs horizontaux peuvent également être utilisés pour le prémélange et la granulation humide. Ils sont particulièrement adaptés lorsque des masses volumiques apparentes différentes doivent être homogénéisées, des liquides incorporés uniformément ou des agglomérats produits de façon ciblée. Un équipement sous vide et un chauffage peuvent permettre un post-séchage ou, pour des recettes appropriées, un séchage par contact plus intensif. Pour les granulés dispersables dans l'eau, une étape de séchage en aval est toutefois souvent choisie, car elle permet un réglage plus précis de l'humidité résiduelle et de la distribution granulométrique.
Les lignes d'extrusion sont une alternative importante lorsque des granulés denses et mécaniquement résistants sont exigés. Les matières premières sont d'abord mélangées et humidifiées avec de l'eau ou une solution de liant. La masse humide est ensuite extrudée, et les brins ou particules produits sont séchés puis, le cas échéant, classés. L'extrusion offre un bon contrôle de la forme et de la résistance du granulé, mais nécessite habituellement des unités séparées pour le mélange, l'extrusion, le séchage et le tamisage.
La granulation par pulvérisation et le séchage par atomisation conviennent avant tout aux formulations pouvant être traitées sous forme de suspension ou de slurry. Le principe actif, les agents mouillants, les dispersants et les autres composants de la recette sont d'abord dispersés et homogénéisés. La suspension est ensuite pulvérisée et séchée par de l'air de procédé chaud. Le procédé permet d'obtenir des granulés peu poussiéreux et bien coulants, mais peut produire des masses volumiques apparentes plus faibles que les procédés d'extrusion.
Pour le choix du système, la structure de granulé souhaitée, la distribution granulométrique, la masse volumique apparente, la résistance à l'abrasion, la redispersibilité, l'humidité résiduelle et la stabilité thermique du principe actif sont déterminantes. La protection contre la poussière, le confinement, la protection contre les explosions, la nettoyabilité, la gestion de l'air d'échappement de procédé ainsi que la récupération et le traitement des composants volatils sont tout aussi importants.
Lorsqu'un procédé aussi compact que possible, avec mélange, application du liant, formation du granulé et séchage dans un seul espace de travail, est exigé, les granulateurs à lit fluidisé sont souvent le premier choix. Lorsque des granulés particulièrement denses ou robustes sont nécessaires, les lignes de mélange-extrusion-séchage sont souvent mieux adaptées. Les mélangeurs à haut cisaillement et les mélangeurs à socs conviennent avant tout au prémélange intensif et à l'agglomération humide ; leur fonction de séchage doit être évaluée individuellement selon le produit et la qualité visée.
Ainsi les installations amixon® soutiennent la formulation de produits phytosanitaires
Les sécheurs-mélangeurs sous vide et réacteurs mélangeurs amixon® des séries VMT et AMT ne sont pas conçus comme des granulateurs classiques par montée en taille. Leur point fort réside dans un mélange excellent, une humidification ciblée pour lier la poussière, un séchage par contact sous vide rapide, une vidange résiduelle très poussée et une conduite de procédé durable et ménageante à basse fréquence de rotation.
Le VMT et l'AMT conviennent aux poudres, suspensions, produits humides, pâtes et pâtons. Dans un appareil fermé, étanche à la pression et au vide, les principes actifs et les composants de formulation peuvent être homogénéisés, mouillés avec de petites quantités de liquide, séchés sous vide et, au besoin, désagglomérés. Les appareils conviennent ainsi particulièrement aux procédés de formulation peu poussiéreux, sûrs et reproductibles.
Humidifier plutôt que granuler par montée en taille
Un ajout ciblé de liquide via des lances ou des buses appropriées peut mouiller et lier de façon fiable les fractions fines de poussière. Déjà de faibles quantités d'un liquide approprié peuvent former des ponts liquides entre les particules ou fixer les poussières fines sur des particules plus grandes. La condition en est une répartition rapide et uniforme du liquide dans l'ensemble du produit mélangé.
Ce processus doit toutefois être distingué d'une granulation classique par montée en taille. Le VMT et l'AMT ne sont pas prévus pour construire, par pulvérisation répétée de solution de liant, des granulés stables et définis avec une distribution granulométrique ciblée. Pour de telles tâches, des granulateurs à lit fluidisé, des granulateurs sur assiette, des lignes d'extrusion ou des procédés de granulation à haut cisaillement spécialement conçus constituent le choix plus approprié.
Le séchage d'un granulé déjà formé et de forme stable, dans le but d'en préserver intégralement la structure, n'est pas non plus le cas d'application principal du VMT et de l'AMT. En particulier avec une conduite désagglomérante ou l'utilisation de rotors de coupe, les agglomérats peuvent être dissous de façon ciblée. Il peut en résulter une poudre fine et sèche. Sur ces appareils, les rotors de coupe servent à accélérer le processus de séchage-mélange et à la désagglomération, et non à produire des granulés définis par montée en taille.
De grandes surfaces de transfert de chaleur
Le point fort particulier des sécheurs-mélangeurs sous vide amixon® réside dans le séchage par contact rapide et uniforme. La chambre de mélange, l'arbre, les bras de mélange et l'outil de mélange peuvent être réalisés thermorégulés. Une grande surface de transfert de chaleur est ainsi disponible, par laquelle la chaleur peut être apportée au produit ou évacuée de celui-ci.
L'outil de mélange vertical produit un mouvement de produit tridimensionnel continu. Le produit mélangé est ainsi conduit en permanence au-dessus des surfaces thermorégulées. Le contact du produit est constamment renouvelé, de sorte que la chaleur et l'humidité sont transférées de façon uniforme. Cela favorise des temps de séchage courts et des températures de produit modérées, même avec des propriétés de produit changeantes, du produit intermédiaire humide jusqu'au produit final sec.
Sous vide, l'eau et les solvants peuvent s'évaporer à une température de produit abaissée. Les vapeurs extraites peuvent être condensées ; pour les formulations contenant des solvants, une récupération est ainsi possible.
Mélange, vidange, longévité
Le VMT et l'AMT sont conçus pour des qualités de mélange élevées. La construction verticale et les outils de mélange à rotation lente permettent un brassage intensif tout en ménageant le produit. Des masses volumiques apparentes, des teneurs en humidité et des proportions de composants différentes peuvent être homogénéisées, sans que des vitesses périphériques élevées ne soient par principe nécessaires.
La faible fréquence de rotation réduit les sollicitations mécaniques du produit mélangé et limite l'usure des outils et de la paroi de l'appareil. La construction verticale favorise en outre une conception de machine robuste et durable.
Un autre avantage est la vidange bonne à quasi totale des produits bien coulants. Le fond conique de l'AMT en particulier favorise l'évacuation du produit et réduit les quantités résiduelles dans l'appareil. Cela diminue les pertes de produit, simplifie les changements de produit et facilite le nettoyage entre les charges.
Bien situer l'appareil
Pour les produits phytosanitaires, le VMT et l'AMT amixon® sont particulièrement adaptés lorsque les principes actifs et les auxiliaires doivent être mélangés avec précision, les fractions de poussière liées de façon ciblée, les produits humides séchés rapidement sous vide, puis évacués aussi complètement que possible.