Existe-t-il des mélangeurs verticaux avec dosage de liquide intégré et buses de pulvérisation pour l'apport de liant lors de la granulation ?
Oui. Il existe des mélangeurs verticaux qui disposent de systèmes de dosage de liquide intégrés et de buses de pulvérisation pour l'apport défini de liant dans les procédés de granulation par croissance et de granulation humide. De tels systèmes sont utilisés dans l'industrie pharmaceutique, chimique, céramique, alimentaire et des engrais.
Structure du système et principe de fonctionnement
L'apport de liquide s'effectue le plus souvent par un système combiné de dosage et de pulvérisation. En font partie une station de dosage externe avec une pompe doseuse ainsi qu'une lance de pulvérisation ou une buse dans la chambre de mélange. Selon l'application, des buses monofluides ou bifluides sont mises en œuvre. Elles produisent un spectre de gouttelettes défini et assurent un mouillage uniforme du lit de produit.
Les buses peuvent être disposées dans le couvercle, latéralement dans l'enveloppe de la cuve ou sur une lance. Le liquide de pulvérisation est ainsi introduit de façon ciblée dans la zone de mélange active. Pour les systèmes de liant visqueux ou à traiter à chaud, des conduites et des buses chauffées sont également possibles. La quantité pulvérisée, la pression de pulvérisation et le moment de l'ajout sont le plus souvent pilotés et documentés par un automate.
Le passage du mélange à sec à la granulation peut avoir lieu dans le même appareil. Un procédé single-pot est ainsi possible.
Rôle de l'outil de mélange
Pendant que les buses de pulvérisation introduisent le liant, l'outil de mélange assure le brassage et la fluidisation mécanique du produit. Les particules sont intensivement déplacées et mouillées uniformément. Il en naît des agglomérats qui croissent de façon contrôlée. La surhumidification locale et la formation de gros grumeaux sont évitées.
De nombreux mélangeurs verticaux disposent en outre de choppers. Ceux-ci broient les agglomérats trop gros et soutiennent une distribution granulométrique resserrée.
Avantages de la technique de pulvérisation intégrée
Le dosage de liquide intégré offre plusieurs avantages. Le liant est réparti plus uniformément qu'avec un ajout manuel. La structure du grain peut être influencée de façon ciblée. Les propriétés du granulé deviennent plus reproductibles. En outre, les temps de procédé se raccourcissent, parce que le mélange, l'humidification et la granulation ont lieu dans le même appareil.
L'exploitation fermée réduit les émissions de poussière et améliore la sécurité au travail. Pour les applications soumises à validation, des exécutions aptes au CIP ou au WIP sont usuelles. Les conduites, les buses et les lances de pulvérisation sont alors réalisées de manière à pouvoir être bien nettoyées et à ne pas former d'espaces morts.
Exécutions typiques
Les formes de construction typiques sont des cuves verticales coniques avec une vis centrale ainsi que des mélangeurs à socs ou à palettes en exécution verticale. Les buses de pulvérisation peuvent, selon la construction, être montées dans le couvercle, latéralement dans la cuve ou sur une lance réglable.
Paramètres de dimensionnement importants
Pour une granulation stable, les propriétés du liant, le système de pulvérisation, la géométrie des buses et les paramètres de procédé doivent être accordés entre eux. En font partie la viscosité, le débit, le spectre de gouttes, la position des buses, la vitesse de rotation du mélangeur, le taux de remplissage et le moment de la pulvérisation. Il est également déterminant que les lances de pulvérisation et les conduites soient faciles à nettoyer et réalisées à faible espace mort.
Comment amixon® réalise l'apport de liant et la granulation dans le mélangeur par charges
Le dosage de liquide intégré comme équipement
Les machines amixon® telles que VM, HM, AM, SH, AMK, KS et GM peuvent sur demande être équipées de lances d'ajout de liquide. Le liquide de liant est alors introduit directement dans le produit à mélanger en mouvement. En alternative ou en complément, des buses bifluides sont mises en œuvre. Elles produisent une pulvérisation particulièrement fine et assurent un mouillage uniforme.
L'ajout s'effectue dans la zone d'action du rotor de coupe. Le sur-mouillage local est ainsi évité. La cause principale de la formation incontrôlée de grumeaux est de ce fait nettement réduite. Les liants visqueux peuvent également être introduits de façon fiable. Un récipient de réserve thermorégulable maintient les liants liquides sensibles à la température à faible viscosité.
Répartition des tâches dans la chambre de mélange : macromélange et micromélange
L'outil de mélange SinConvex® brasse l'ensemble du volume en trois dimensions. Il contribue également à l'autonettoyage du mélangeur. En même temps, il amène en permanence de la poudre fraîche dans la zone de mouillage. Le rotor de coupe répartit le liquide de façon microfine et divise les gros agglomérats qui se forment.
Le même mélangeur amixon® peut être utilisé pour l'humidification à faible apport d'énergie, pour l'agglomération par croissance ménageante, pour la désagglomération ou pour la granulation. L'intensité du procédé peut ainsi être adaptée à la tâche concernée.
L'évolution du couple et de la température est surveillée par l'automate. Cela soutient la détermination du point final. Des profils de dosage avec des phases de mélange intermédiaires peuvent être enregistrés comme recette et rappelés de façon reproductible.
De la charge à la granulation continue
Pour les tâches continues, l'agglomérateur-mélangeur à couche annulaire RMG complète le programme. Il produit des granulés ronds et peu poussiéreux à distribution granulométrique resserrée. amixon® vérifie en halle d'essais avec le produit d'origine quelle solution est judicieuse sur le plan technique et économique.
Validation en halle d'essais amixon®
Avant l'investissement se place la démonstration. Dans la halle d'essais amixon® au siège de Paderborn, 35 installations d'essai de différentes tailles sont disponibles. Elles sont complétées par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis.
Les essais sont réalisés avec le produit d'origine, des taux de remplissage et des tailles de charge réels ainsi que dans la plage de température et de pression prévue. Sont évalués la qualité de mélange, le ménagement du produit, l'apport d'énergie, la nettoyabilité et la reproductibilité en service de série ultérieur. Les résultats sont analysés et documentés en commun avec les experts amixon®. Il en résulte une base solide pour le dimensionnement ultérieur. Les risques techniques et économiques sont réduits.