effet de mélange
Dans le mélange de poudres, l'effet de mélange est la capacité à déplacer les particules de poudre de manière à ce qu'elles soient réparties de manière homogène dans le mélange. On obtient un effet de mélange élevé lorsque toutes les zones du lot sont traversées de manière régulière et complète.
Le mélange repose sur le principe physique de la diffusion. Alors que la diffusion est rapide dans les gaz, elle est nettement plus lente dans les liquides et n'est possible que dans une mesure négligeable dans les solides. La force motrice est l'équilibrage des concentrations, dans lequel les molécules se déplacent de manière aléatoire afin d'atteindre un état plus favorable sur le plan énergétique, à savoir une répartition homogène.
Lors du mélange de matières solides, la diffusion moléculaire ne joue pratiquement aucun rôle. Les processus de mélange industriels génèrent principalement l'homogénéité par des mouvements relatifs entre les particules. Ceux-ci se produisent lorsque les produits en vrac sont mis en mouvement. Selon le procédé, le flux est provoqué par la gravité, un mouvement forcé ou un remaniement, par exemple dans des mélangeurs à chute libre, des mélangeurs horizontaux ou verticaux à mouvement forcé, des silos de mélange ou des tas de mélange.
L'effet de mélange décrit l'efficacité de ces redistributions de particules en termes de capacité à générer une répartition aléatoire et homogène de tous les composants. On parle d'effet de mélange élevé lorsque toutes les zones du lot sont traversées de manière régulière et complète, que les zones mortes sont évitées et que les particules sont bien réparties statistiquement grâce à la superposition de différents mécanismes d'écoulement tels que la convection, la dispersion et la diffusion particulaire.
Avec les mélangeurs verticaux d'amixon®, l'ampleur du remaniement des particules peut être quantifiée avec une grande précision. Pour cela, le débit est estimé à l'aide de la formule de transport par vis sans fin établie pour les vis sans fin à forte inclinaison. Cette valeur caractéristique sert d'indicateur de l'efficacité du mélange. Comme le processus d'écoulement qui en résulte se déroule en grande partie sans espace mort, une qualité de mélange idéale est obtenue en peu de temps et avec un apport d'énergie spécifique très faible.
Q = (π · D2 / 4) · S · n · φ · ζ
Q … débit théorique
D … diamètre de vis
S … Pas (pitch) de la vis sans fin
n … Fréquence de rotation de la vis sans fin
φ … Niveau de remplissage de la vis sans fin (normalement 100 %)
π … nombre circulaire
ζ … Facteur de correction/rendement de transport
L'effet de mélange peut être renforcé par des mesures complémentaires :
- Augmentation de la vitesse de transport des particules
- augmenter la fréquence de rotation de la vis sans fin,
- Optimiser l'écart entre le tube et la vis sans fin
- Optimiser le pas de vis
- Installation de « déflecteurs de flux »
- ……
L'effet de mélange peut être amélioré grâce à l'utilisation d'accélérateurs de mélange secs ou liquides. Ceux-ci augmentent localement la densité énergétique dans les zones limites des particules ou modifient les interactions entre elles.