Quels mélangeurs coniques permettent une vidange résiduelle quasi complète, et comment cela est-il résolu par la construction ?
Une vidange résiduelle quasi complète est obtenue avant tout avec des mélangeurs coniques verticaux à vis de mélange disposée de façon centrée ou excentrée, dont la vis descend jusque dans la partie basse du cône et à proximité de l'ouverture de vidange. Des quantités résiduelles de l'ordre du pour mille (moins d'environ 0,1 % du volume utile) sont techniquement atteignables avec un dimensionnement approprié et des propriétés de produit adaptées.
Types de mélangeurs coniques à taux de vidange résiduelle élevé
Mélangeurs coniques à vis verticaux
Des vis de mélange tournant près de la paroi avec un mouvement planétaire saisissent l'intégralité du volume de la cuve et acheminent activement le produit, à la fin du processus de mélange, vers le point le plus bas du cône.
Mélangeurs coniques à pales et à hélice
Des pales de forme spéciale ou des outils de mélange hélicoïdaux assurent un brassage intensif et, en liaison avec la gravité, une très bonne évacuation gravitaire, y compris depuis les zones proches de la paroi.
Mélangeurs coniques à un et à plusieurs arbres
Des mélangeurs haute performance dans lesquels les outils de mélange poussent le produit de façon ciblée en direction de l'ouverture de vidange pendant l'évacuation – avantageux pour les poudres cohésives ou à écoulement difficile.
Mélangeurs à double cône
Grâce à la géométrie symétrique à double cône et à une vidange centrale au cône inférieur, une vidange gravimétrique quasi intégrale est possible lorsque les angles de flanc sont suffisamment raides.
Caractéristiques constructives pour une vidange résiduelle quasi complète
La géométrie de la cuve
- Une partie inférieure de cuve conique avec des angles d'inclinaison de paroi raides, situés au-delà de l'angle de talus du solide en vrac (typiquement env. 15°–20° par rapport à la verticale), de sorte que la gravité surmonte le frottement d'adhérence et que le produit glisse sûrement vers le bas.
- Des transitions arrondies et sans espace mort, sans arêtes, niches ni contre-dépouilles dans la zone du cône et du cône de vidange.
- Une sortie centrée avec un volume résiduel minimal dans la zone de vidange.
La conception de l'outil de mélange
- Des vis de mélange ou des pales menées jusqu'immédiatement au-dessus de la vidange de fond, afin qu'aucune zone de produit ne reste immobile.
- Des vis circulantes à mouvement planétaire, qui saisissent aussi bien les zones centrales que celles proches de la paroi et détachent mécaniquement les adhérences.
- Des jeux étroits entre l'outil de mélange et la paroi de la cuve, le cas échéant avec des racleurs, afin d'acheminer les couches de produit adhérentes en direction de la vidange.
- Des arbres de mélange en porte-à-faux (exécution cantilever), sans palier de guidage inférieur dans l'espace produit, de sorte qu'aucun palier, joint ou élément de construction ne subsiste comme point de dépôt dans la zone de la vidange.
L'organe de sortie et la robinetterie
- Des organes d'obturation intégrés à fleur du contour de la cuve (par exemple vannes à segment sphérique, clapets, tiroirs ou obturateurs coniques), qui prolongent la géométrie intérieure du cône sans saillie lorsqu'ils sont fermés.
- L'évitement systématique de niches constructives dans la zone du joint de sortie, afin d'empêcher les espaces morts et les dépôts de produit.
- Un diamètre et une forme de sortie accordés au comportement d'écoulement, à la granulométrie et à la cohésion du produit, afin de minimiser la formation de voûtes et les incrustations.
Les surfaces et les mesures complémentaires
- Une qualité de surface élevée des composants en contact avec le produit (par exemple des valeurs de rugosité jusqu'à Ra ≤ 0,8 µm), complétée par un électropolissage ou des revêtements appropriés pour réduire les forces d'adhésion.
- L'emploi facultatif de dispositifs de vibration ou de frappe, d'une vidange complémentaire pneumatique ou de parois de cuve chauffées, en particulier avec des produits humides, collants ou fortement cohésifs.
- Avec des solides en vrac critiques, des racleurs de paroi supplémentaires ou des outils de mélange de forme spéciale pour l'acheminement ciblé des couches adhérentes dans l'ouverture de vidange.
L'influence des propriétés du produit
Même avec une construction optimale, le taux de vidange résiduelle atteignable dépend des propriétés d'écoulement du solide en vrac :
- Avec des produits coulants et secs, des quantités résiduelles de l'ordre du pour mille sont usuelles.
- Avec des matières cohésives, humides ou tendant à l'incrustation, des mesures constructives complémentaires et, le cas échéant, des aides côté procédé sont nécessaires pour atteindre une quantité résiduelle comparablement faible.
Ces mesures constructives et procédurales permettent, sur les mélangeurs coniques modernes, une vidange résiduelle quasi complète et assurent en même temps une nettoyabilité élevée ainsi que des conditions de procédé reproductibles.
Ainsi amixon® résout par la construction la vidange résiduelle et une décharge dosée avec précision
La géométrie et l'outil de mélange travaillent ensemble
Dans le mélangeur conique à un arbre AM, la géométrie conique de la chambre de mélange guide le produit de façon fiable vers la sortie centrale. L'outil de mélange SinConvex® y assure non seulement d'excellentes qualités de mélange, mais aussi une très bonne vidange résiduelle. Les produits coulants se laissent vidanger jusqu'à 99,997 % et mieux.
Sur le mélangeur KoneSlid® KS, le système de fermeture abaissable ouvre la totalité de la section. La charge s'écoule en quelques secondes, sans cône d'écoulement et sans ségrégation.
ComDisc® pour la dernière phase
Sur les mélangeurs verticaux tels que VM et HM ainsi que dans le SpherHelics® SH, les éléments ComDisc® prennent en charge, dans la dernière phase de vidange, l'évacuation résiduelle au fond. Les derniers restes de produit sont ainsi évacués sans ségrégation. Dans les applications appropriées, des taux de vidange résiduelle allant jusqu'à 99,997 % sont atteignables.
Le mélangeur-silo Gyraton® utilise lui aussi un concept d'évacuation efficace, afin d'évacuer aussi complètement que possible même des produits à mauvais écoulement. La quantité résiduelle avant le nettoyage s'en trouve nettement réduite.
Des organes de décharge sans espace mort avec fonction de dosage
Comme organes de vidange sont disponibles des piquages normalisés sans espace mort avec clapet de vidange, des vannes à segment sphérique résistantes au vide et à la pression ainsi que la robinetterie DosiFlap® sans espace mort. Avec DosiFlap® et KoneSlid®, le remplissage dosé avec précision de big bags et d'emballages est possible directement depuis le mélangeur, sans cuve intermédiaire et sans parcours de ségrégation.
L'organe de vidange affleure la paroi intérieure de la chambre de mélange. Au-dessus de la robinetterie, il ne se forme aucun espace mort dans lequel des quantités résiduelles non dosées pourraient rester.
L'effet économique
Une vidange résiduelle élevée signifie moins de pertes de produit par charge, des risques moindres de contamination croisée lors du changement de recette et des temps de nettoyage plus courts. Une bonne vidange résiduelle économise chaque jour du temps et de l'argent ; avec des recettes de grande valeur, cet avantage constructif s'amortit particulièrement vite.
La fabrication à Paderborn comme fondement de la qualité
amixon® développe et fabrique exclusivement à l'usine de Paderborn, avec une intégration verticale élevée et tous les composants provenant d'Allemagne. En tant qu'entreprise de soudage certifiée disposant de qualifications européennes, japonaises, coréennes et américaines, amixon® construit chaque appareil en pièce unique sur la base de l'URS de l'exploitant. Le contrôle qualité reste sans lacune en interne et chaque spécification est justifiable jusqu'au niveau du composant.
Qualifiable et documenté
Pour les environnements réglementés, amixon® livre l'installation qualifiable : chaque appareil est une pièce unique selon l'URS, issue de la fabrication maison, avec un contrôle qualité sans lacune. amixon® apporte son participation sur demande aux DQ, IQ et OQ ; la documentation et l'exécution suivent, sur demande, les BPF européennes et la FDA 21 CFR Part 11. Sur demande, les mélangeurs satisfont aux standards pertinents et sont intégrés, de l'URS jusqu'à la mise en service, dans le concept de validation de l'exploitant.
Validation en halle d'essais amixon®
amixon® vérifie au préalable en halle d'essais, avec 35 installations d'essai rien qu'à Paderborn, si la recette concrète livre les résultats attendus. Les essais se déroulent avec le produit d'origine dans des conditions réelles, ils sont réalisés, exploités et documentés en commun et constituent une base de décision solide avant l'investissement. D'autres centres techniques sont disponibles au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis.