Existe-t-il des mélangeurs verticaux à deux arbres (HM) avec unité de pulvérisation de liquide intégrée pour la granulation ?
Oui, les mélangeurs verticaux à deux arbres peuvent être équipés d'unités intégrées de pulvérisation de liquide pour la granulation humide. De tels systèmes permettent de mélanger, de mouiller et de granuler simultanément dans un seul appareil et sont utilisés, selon l'exécution, dans la chimie du bâtiment, la fabrication d'engrais, la céramique, la métallurgie des poudres ainsi que dans le génie des procédés chimique et pharmaceutique.
Exécution technique de l'unité de pulvérisation :
- Systèmes de buses : selon les exigences du procédé, des buses monofluides ou bifluides sont utilisées. Les buses bifluides, avec un flux d'air et un flux de liquide, produisent une pulvérisation plus fine et favorisent une répartition uniforme du liquide liant.
- Positionnement : les lances de pulvérisation ou les buses sont typiquement disposées de sorte que le liquide soit introduit directement dans le lit de produit en mouvement. Le mouillage et la formation des granulés peuvent ainsi être pilotés de façon ciblée.
- Dosage : l'amenée du liquide s'effectue par des systèmes de dosage et de pompage appropriés, fréquemment avec une surveillance régulée du débit, afin de régler exactement le taux de pulvérisation et l'humidité du produit.
- Surveillance du procédé : pour des résultats reproductibles, le couple, la température du produit et l'humidité sont fréquemment enregistrés, afin de déterminer de façon fiable le point final de la granulation.
Avantages en génie des procédés :
- Mouillage homogène : la combinaison d'un brassage intensif du produit et d'une injection ciblée de liquide favorise une répartition uniforme du liant.
- Temps de procédé courts : le mélange et la granulation peuvent avoir lieu en une seule étape, ce qui rend le procédé plus efficace.
- Propriétés de granulé reproductibles : grâce au pilotage précis du taux de pulvérisation, du profil de buses et de l'intensité de mélange, la distribution granulométrique, la densité, la porosité et la résistance peuvent être influencées de façon ciblée.
- Intégration du procédé : selon l'installation, le prémélange, l'humidification, la granulation et, en partie, le séchage final peuvent être réalisés en une seule charge.
- Faibles quantités résiduelles : la construction verticale peut favoriser une bonne aptitude à la vidange et réduire les dépôts de produit.
Paramètres de dimensionnement importants :
- Résistance chimique des lances de pulvérisation, des buses et des joints face aux liants tels que solutions aqueuses, résines, huiles ou mélasses
- Tendance au colmatage avec des liquides très visqueux ou chargés en solides
- Nettoyabilité et, le cas échéant, aptitude au CIP lors des changements de produit
- Thermorégulation de la chambre de mélange lorsque des liants activés thermiquement sont employés
- Exécutions spéciales pour les milieux abrasifs, les produits hygroscopiques ou les exigences ATEX
Les mélangeurs verticaux à deux arbres avec unité intégrée de pulvérisation de liquide sont ainsi une solution établie lorsqu'une granulation contrôlée avec une bonne conduite de procédé et une reproductibilité élevée est exigée.
Oui – ainsi amixon® réalise l'injection de liquide et la granulation dans le mélangeur vertical à deux arbres HM
L'ajout de liquide intégré comme équipement
Sur demande, le HM amixon® peut être équipé de lances d'introduction de matières liquides qui amènent le liquide liant directement dans le lit de produit en mouvement. En alternative ou en complément, l'ajout par buses bifluides est également possible : le flux d'air et le flux de liquide produisent alors une pulvérisation particulièrement fine et favorisent un mouillage uniforme. amixon® met également en œuvre ce principe sur le mélangeur conique AM.
Ajout de matières liquides et agglomération dans le mélangeur vertical à deux arbres HM
Le mélangeur vertical à deux arbres HM d'amixon® peut être réalisé avec un ajout de matières liquides intégré. Le liquide est introduit de façon ciblée dans la chambre de mélange par des lances d'introduction, au choix sous ou au-dessus du niveau du produit à mélanger – selon le produit, la viscosité et la caractéristique de mouillage souhaitée. Différentes géométries de buses de pulvérisation sont disponibles, par exemple des buses monofluides, bifluides et multifluides. Plus le mouillage des surfaces des solides est uniforme, plus l'agglomération est efficace et plus le comportement instantané ultérieur est stable.
Le rotor de coupe assume à cet égard une double fonction : il répartit finement le liquide injecté dans la poudre et brise en même temps les gros grumeaux indésirables. Parallèlement, l'outil SinConvex® assure un écoulement total tridimensionnel du produit à mélanger. L'ajout de liquide dans la zone d'action du rotor de coupe aide à éviter un surmouillage local et favorise la formation homogène de ponts liquides dans toute la section du produit.
Des modes de traitement réglables dans le même appareil
L'objectif est de se contenter du moins de liquide possible et d'agglomérer néanmoins de façon sûre toutes les fractions poussiéreuses pertinentes. Dans le HM amixon®, l'intensité de mélange et de traitement se règle en continu – de l'humidification ménageante avec une faible introduction d'énergie jusqu'à l'humidification intensive avec une introduction d'énergie plus élevée, un compactage, une sollicitation par impact et une désagglomération ciblée.
L'instantanéisation représente à cet égard la discipline reine de l'agglomération : la poudre doit ensuite se mouiller facilement, bien se disperser et se dissoudre rapidement. La base physique est la formation définie de ponts liquides entre les particules. Avec un mouillage contrôlé et un compactage modéré, il se forme des agglomérats mécaniquement stables à porosité uniforme, qui sont bien mouillables et se redissolvent rapidement.
Environnement de procédé et conception hygiénique
Pour la maîtrise hygiénique du procédé, le HM est équipé de caractéristiques de conception hygiénique, parmi lesquelles des lances de lavage à jet dirigé programmables pour le nettoyage humide, de généreuses portes d'inspection selon le principe Clever-Cut® ainsi qu'un joint de porte OmgaSeal®. La chambre de mélange est soudée sans joint, et l'outil de mélange n'est monté et entraîné qu'en partie haute. Sur demande, l'exécution peut être adaptée aux exigences EHEDG, FDA et 3-A Sanitary ; la chambre de mélange peut en outre être dimensionnée conformément à l'ATEX pour la zone 20.
Par charges ou en continu – la solution appropriée en halle d'essais
Si la granulation doit avoir lieu en continu, le mélangeur à flux continu et agglomérateur-mélangeur à couche annulaire RMG complète le portefeuille. Il sert à la granulation continue par croissance et produit, à partir de produits dispersés, des granulés ronds de taille homogène.
Quelle variante est la bonne dans le cas concret – granulation par charges dans le HM ou granulation continue dans le RMG – est clarifiée par amixon® avec l'exploitant lors d'essais de granulation avec les produits d'origine dans les halles d'essais de l'usine. Des installations d'essai HM ainsi que des appareils pilotes RMG y sont disponibles pour vérifier les paramètres de procédé, la structure des agglomérats et le comportement du produit dans des conditions réelles.