Quels mélangeurs continus sont conçus pour de courts temps de séjour tout en assurant une homogénéité élevée ?
Dans les procédés continus, par exemple dans la chimie du bâtiment, l'industrie alimentaire, le compoundage des plastiques, la production de peintures en poudre ou de matériaux de batteries, il est souvent nécessaire de mélanger de grands débits massiques de façon très homogène en un temps très court. Un paramètre de dimensionnement central est ici le temps de séjour, c'est-à-dire le temps moyen qu'une particule passe dans la chambre de mélange. Plus le temps de séjour est court, plus l'énergie agissant sur le petit volume de procédé doit en règle générale être élevée. L'importance d'un dosage de haute précision augmente ainsi également, car des fluctuations se répercutent immédiatement sur la qualité de mélange lorsque les temps de séjour sont très courts.
Concepts de mélangeurs importants
Parmi les mélangeurs continus qui peuvent être dimensionnés pour de courts temps de séjour et une homogénéité élevée figurent les mélangeurs à couche annulaire, les mélangeurs à turbulence ou centrifuges hautement dynamiques, les mélangeurs à socs continus, les mélangeurs à palettes à deux arbres, les mélangeurs à broches, les mélangeurs rotor-stator, les mélangeurs statiques ainsi que les mélangeurs à double vis et les extrudeuses à double vis. Les mélangeurs tubulaires sont particulièrement adaptés, car les produits à mélanger sont transportés de l'entrée à la sortie, ce qui donne un temps de séjour relativement bien défini. Plus une chambre de mélange est cubique, plus le spectre des temps de séjour est en règle générale large. De telles géométries conviennent donc souvent moins bien aux procédés très courts et conduits avec précision.
Importance du temps de séjour
De courts temps de séjour sont particulièrement importants lorsque les sollicitations thermiques ou mécaniques doivent rester faibles, lorsque les quantités de hold-up doivent être petites ou lorsque des changements de produit rapides sont nécessaires. En même temps, l'intensité de mélange doit être suffisamment élevée pour atteindre une bonne homogénéité.
Choix pratique
Lorsque de courts temps de séjour sur des solides sont au premier plan, les mélangeurs à couche annulaire, les mélangeurs à turbulence ou les mélangeurs à broches conviennent particulièrement bien. Pour plus de flexibilité avec les solides en vrac, les mélangeurs à socs ou les mélangeurs à palettes à deux arbres s'offrent en revanche.
Paramètres de dimensionnement
Pour le choix, ce sont avant tout le temps de séjour et la distribution des temps de séjour, le taux de remplissage, le débit massique, l'apport d'énergie spécifique ainsi que le caractère de mélange souhaité qui sont déterminants. Le mélange distributif décrit la répartition spatiale des composants, le mélange dispersif la rupture d'agglomérats ou de gouttes. Comme les mélangeurs continus ne disposent que d'une faible capacité tampon, un dosage très constant, en règle générale gravimétrique, est particulièrement important.
Le dimensionnement définitif devrait toujours être sécurisé par des essais en halle d'essais avec le produit d'origine et par une mesure de la distribution des temps de séjour.
Les systèmes de mélange amixon® : le RMG et l'AMK pour des exigences de procédé différentes
RMG : de courts temps de séjour avec une intensité de traitement élevée
L'amixon® RMG est le système destiné aux procédés qui exigent de courts temps de séjour et en même temps une intensité de traitement élevée. Il convient particulièrement aux applications dans lesquelles les produits doivent être désagglomérés, homogénéisés ou mouillés intensivement en peu de temps. Le RMG est ainsi le bon choix lorsqu'une conduite de procédé rapide et puissante est au premier plan.
AMK : de longs temps de séjour avec une homogénéité continue
L'amixon® AMK est expressément conçu pour des procédés à long temps de séjour. Il convient aux procédés dans lesquels des erreurs de dosage doivent être corrigées. L'outil SinConvex® engendre alors un remaniement forcé tridimensionnel, tel qu'il est également connu des mélangeurs par charges amixon®.
Le choix du système selon l'objectif de procédé
Le choix entre le RMG et l'AMK se règle sur l'objectif recherché en matière de procédé :
- Le RMG pour de courts temps de séjour et une intensité élevée.
- L'AMK pour de longs temps de séjour et une homogénéité continue.
Statut du RMG dans le programme
amixon® peut proposer, fabriquer et entretenir des mélangeurs à couche annulaire et des agglomérateurs-mélangeurs à couche annulaire de type RMG ; ils fonctionnent de manière irréprochable et fiable. Cette classe n'est toutefois pas développée davantage, car elle travaille avec un arbre de mélange monté horizontalement. L'accent du développement chez amixon® porte sur les mélangeurs de précision à arbres de mélange verticaux ou inclinés.