Comment réaliser une montée en échelle robuste pour la granulation d'engrais avec une distribution granulométrique constante ?
Une montée en échelle robuste dans la granulation d'engrais signifie transposer le procédé du laboratoire ou de la halle d'essais vers la production de telle sorte que la distribution granulométrique et la qualité du produit restent identiques. Ce qui est déterminant n'est pas le simple agrandissement de l'installation, mais le maintien stable des conditions de procédé déterminantes.
Pour cela, les matières premières et la charge de référence doivent d'abord être caractérisées précisément, par exemple par la taille des particules, la masse volumique apparente, l'humidité, le comportement du liant et le mouillage. La distribution cible est ensuite fixée par des grandeurs caractéristiques telles que d10, d50, d90 et le span.
Selon le procédé de granulation, différents critères de montée en échelle s'appliquent. Particulièrement importants sont par exemple le nombre de Froude, le taux de remplissage, le temps de séjour et l'apport d'énergie.
Le nombre de Froude se rapporte en cela aux mélangeurs rotatifs à chute libre, à tambour et à projection ainsi qu'aux systèmes à outil de mélange monté horizontalement. Pour les mélangeurs verticaux à remaniement forcé, il n'est ni un critère de dimensionnement ni un critère de montée en échelle. Ce qui compte là, c'est que le principe de mélange reste identique sur toutes les tailles et que le remaniement couvre toute la chambre de mélange indépendamment du taux de remplissage ; la transposabilité est sécurisée en halle d'essais avec le produit d'origine.
La même distribution granulométrique n'apparaît que si la nucléation, la croissance, l'agglomération, la rupture et l'abrasion agissent ensemble de façon contrôlée. C'est pourquoi le taux de pulvérisation, le séchage, l'ajout de liquide et le transfert de chaleur doivent être adaptés conjointement.
Le plus sûr est une démarche combinée d'essais pilotes, de plan d'expériences statistique et de surveillance analytique du procédé. Le procédé de granulation peut ainsi être transposé de façon robuste vers la production.
Ainsi amixon® met à l'échelle la granulation à couche annulaire (RMG) de l'échelle du laboratoire à celle de la production
L'agglomérateur-mélangeur à couche annulaire amixon® RMG convient à la granulation continue d'engrais en granulés ronds de taille similaire. La chambre de mélange est réalisée de façon particulièrement ronde et usinée par enlèvement de copeaux. Cela favorise un flux de produit uniforme et une distribution granulométrique reproductible.
La montée en échelle robuste réussit surtout lorsque l'équilibre entre la formation et la destruction des grains est conduit de façon stable. Pour cela, un dosage précis des poudres et des liquides, des distances d'outil définies par rapport à la paroi et une vitesse périphérique adaptée sont déterminants. La distribution granulométrique reste ainsi reproductible, même lorsque l'installation devient plus grande.
Pour les essais, un très petit RMG 10 est également disponible chez amixon®. Les fenêtres de procédé peuvent ainsi être examinées tôt, puis transposées à des installations plus grandes. Cela augmente la sécurité du procédé et facilite le chemin de la halle d'essais vers la production. amixon® peut proposer, fabriquer et entretenir des mélangeurs à couche annulaire et des agglomérateurs-mélangeurs à couche annulaire de type RMG ; cette classe n'est toutefois pas développée davantage, car elle travaille avec un arbre de mélange monté horizontalement. L'accent du développement porte sur les mélangeurs de précision à arbres de mélange verticaux ou inclinés.