essai de mélange
Un essai de mélange peut avoir différents objectifs. L'un d'entre eux consiste par exemple à déterminer les qualités de mélange fondamentalement réalisables avec différents systèmes de mélange. Pour cela, on utilise une recette de référence définie. Celle-ci permet d'effectuer des analyses reproductibles et comparables. L'objectif est de comparer objectivement différents principes de mélange.
Les analyses peuvent être systématiquement élargies. Il est ainsi possible de varier le degré de remplissage. Il en va de même pour la fréquence de rotation et le temps de mélange. Le degré d'humidité du mélange peut également être modifié. De plus, la sollicitation des particules, la tendance à la ségrégation et les degrés de vidange résiduelle atteignables sont pris en compte. Pour de telles séries d'essais, plusieurs mélangeurs de différents fabricants avec des tailles de lots comparables doivent être disponibles.
Dans la pratique, c'est généralement le demandeur qui effectue une présélection. L'objectif est de limiter le nombre d'essais nécessaires. Les essais de mélange sont généralement réalisés dans le centre technique du fabricant concerné. Pour cela, plusieurs formulations complexes sont préparées. Il est judicieux de réaliser plusieurs essais par formulation. Cela permet de comparer différents modes de fonctionnement.
Lors de l'essai, on commence par mettre en œuvre le mode de conduite habituel chez l'utilisateur. Ensuite, on procède à un essai conformément aux recommandations du fabricant du malaxeur. Une autre approche sert à l'optimisation ou à la confirmation. De cette manière, des optimisations peuvent avoir lieu. De plus, la robustesse du processus peut être évaluée.
Dans certains cas, le fabricant de mélangeurs peut proposer plusieurs solutions qui semblent idéales. Cela est notamment possible lors d'essais réalisés chez amixon GmbH. Plus de 30 mélangeurs d'essai y sont disponibles. Au total, il existe 6 types différents. En fonction de la tâche à accomplir, une ou deux solutions appropriées peuvent être identifiées. Les essais permettent alors de déterminer rapidement quel type de mélangeur est préféré par l'utilisateur.
L'évaluation des résultats s'effectue à l'aide de nombreux critères. Souvent, le fabricant de la machine n'en connaît pas tous les détails. Outre la qualité du mélange, on évalue également la facilité de vidange complète et l'aptitude au nettoyage à sec. La facilité de nettoyage à l'eau joue également un rôle important. Les systèmes de nettoyage humide modernes, tels que les nettoyeurs à jet programmables, permettent des temps de nettoyage courts avec une faible consommation d'eau. Tous ces aspects font partie d'un essai de mélange complet.
Certains produits à mélanger sont particulièrement sensibles. Le muesli en est un exemple. Dans de tels cas, il est judicieux de réaliser au moins un essai dans un mélangeur industriel. Si la production ultérieure doit comprendre des lots d'environ 3 m³, au moins un essai doit avoir été réalisé dans un mélangeur d'un volume utile de 2 ou 3 m³.
La décision tient également compte d'aspects économiques et ergonomiques. Parmi ceux-ci figurent le prix d'investissement, les coûts de maintenance et l'encombrement. L'intégration dans les processus de production existants est également un facteur important. La durée de vie d'un mélangeur amixon® étant supérieure à 30 ans, la planification de l'installation revêt une importance particulière. La situation d'installation chez l'utilisateur peut être enregistrée numériquement par amixon. Sur cette base, il est possible de créer des variantes d'agencement en trois dimensions. Cela permet de simuler les flux de matériaux et les processus de travail. Le résultat est un plan d'agencement fiable qui sert de base à la décision d'investissement.
FAQ - essai de mélange
Les essais pilotes constituent l'étape intermédiaire décisive entre l'échelle du laboratoire et celle de la production, permettant d'identifier et de maîtriser précocement les risques de mise à l'échelle des mélanges de matériaux de batteries.
amixon® planifie le programme d'essais avec l'exploitant : 35 installations d'essai, le produit d'origine, des taux de remplissage et des paramètres réels. Temps de mélange, vitesse périphérique, taux de remplissage et, le cas échéant, ajout de liquide sont variés de façon systématique ; qualité de mélange (RSD), taux de vidange et ménagement du produit sont mesurés et documentés, et la machine cible est dimensionnée sur cette base.
La scalabilité d'un mélangeur de laboratoire dépend avant tout de la géométrie, des paramètres de procédé, des propriétés des matières et de la qualité de produit vérifiée. Le point décisif est que l'homogénéité et la répartition des principes actifs restent reproductibles du laboratoire à l'échelle de production, avec des analyses et des essais pilotes appropriés.
amixon® fait de la montée en échelle un transfert sécurisé : les mélangeurs de halle d'essais et de production fonctionnent selon un principe de mélange identique, l'outil SinConvex® à la même vitesse périphérique de 0,8 à 3,5 m/s ; la qualité de mélange est indépendante du taux de remplissage et les tailles se choisissent par pas de 100 litres jusqu'à 50 000 litres. Les paramètres sont validés au préalable en halle d'essais avec le produit d'origine.
Évaluez l'aptitude au mélange à l'échelle du laboratoire avec un essai préliminaire réduit et reproductible et une grandeur de mesure claire de l'homogénéité, par exemple un composant traceur. Pour les poudres présentant de fortes différences de densité, il convient d'examiner en outre la ségrégation après vidange, la masse volumique apparente, la coulabilité et, le cas échéant, la formation de poussière, afin de pouvoir juger de la stabilité du mélange après conditionnement et transport.
amixon® évalue l'aptitude au mélange des poudres présentant de fortes différences de densité et de granulométrie à l'échelle du laboratoire, avec des essais préliminaires reproductibles, en examinant outre l'homogénéité le comportement de ségrégation, la masse volumique apparente, la coulabilité et la cohésion. Selon le système de matières, différents mélangeurs à outils hélicoïdaux montés verticalement sont utilisés, parmi lesquels les HM, VM, AM, KS, SH et GM, vérifiés au préalable en halle d'essais avec le produit d'origine.
La mise à l'échelle d'un procédé de mélange de l'échelle du laboratoire ou de la halle d'essais à l'échelle de production est une tâche complexe et interdisciplinaire du génie des procédés.
amixon® fait de la montée en échelle un transfert sécurisé : les mélangeurs de halle d'essais et de production fonctionnent selon un principe de mélange identique, l'outil SinConvex® à la même vitesse périphérique de 0,8 à 3,5 m/s ; la qualité de mélange est indépendante du taux de remplissage et les tailles se choisissent par pas de 100 litres jusqu'à 50 000 litres. Les paramètres sont validés au préalable en halle d'essais avec le produit d'origine.
La montée en échelle des procédés de mélange de l'échelle pilote à l'échelle de production exige le transfert délibéré des similitudes géométrique, cinématique et dynamique afin d'assurer à la fois la qualité de mélange et l'intégrité des particules à toutes les échelles.
amixon® dispose de procédures de montée en échelle éprouvées : les mélangeurs de halle d'essais et de production fonctionnent selon des principes de mélange quasi identiques – rubans hélicoïdaux SinConcave®/SinConvex® avec bras en forme de pales et vitesse périphérique variable de 0,8 à 3,5 m/s – et les variations de taux de remplissage sont en règle générale sans difficulté. Les tailles de mélangeurs amixon® se choisissent par pas de 100 litres jusqu'à 50 000 litres. Les paramètres sont validés au préalable en halle d'essais avec le produit d'origine. Le silo mélangeur Gyraton® atteint des qualités de mélange idéales jusqu'à 100 m³.
Le transfert reproductible d'une recette de l'échelle du laboratoire ou de la halle d'essais vers l'échelle de production dans un mélangeur vertical à un arbre repose sur le fait que le principe de mélange reste identique sur toutes les tailles et que le remaniement couvre l'ensemble de la chambre indépendamment du taux de remplissage ; la transposabilité est sécurisée par l'essai en halle d'essais avec le produit d'origine.
amixon® fait de la montée en échelle un transfert sécurisé : les mélangeurs de halle d'essais et de production fonctionnent selon un principe de mélange identique, l'outil SinConvex® à la même vitesse périphérique de 0,8 à 3,5 m/s ; la qualité de mélange est indépendante du taux de remplissage et les tailles se choisissent par pas de 100 litres jusqu'à 50 000 litres. Les paramètres sont validés au préalable en halle d'essais avec le produit d'origine.
La planification de séries d'essais visant à optimiser une nouvelle recette d'épices s'effectue idéalement selon le principe des plans d'expériences statistiques (Design of Experiments, DoE) et associe un objectif clairement défini à des conditions reproductibles en halle d'essais.
amixon® planifie les programmes d'essais en halle d'essais sur la base de critères d'acceptation clairement définis et fait varier systématiquement tous les paramètres pertinents pour la montée en échelle, tels que temps de mélange, vitesse périphérique, taux de remplissage et ajout de liquide. Des cascades d'essais échelonnées avec différentes tailles de charges permettent également d'évaluer de façon fiable des propriétés produit critiques telles que la rupture de particules ou la formation de poussière, et de les convertir en données de montée en échelle solides.
Comme les mélangeurs de halle d'essais et de production fonctionnent selon le même principe, les paramètres déterminés sont directement transposables et constituent une base solide pour le dimensionnement, l'URS et la décision d'investissement.
Un programme d'essais de montée en échelle en halle d'essais sert à vérifier la qualité de mélange, exprimée par l'écart-type relatif (RSD), et les taux de vidange dans des conditions proches du réel, avant que le procédé ne soit transféré à l'échelle de production.
amixon® planifie le programme d'essais avec l'exploitant : 35 installations d'essai, le produit d'origine, des taux de remplissage et des paramètres réels. Temps de mélange, vitesse périphérique, taux de remplissage et, le cas échéant, ajout de liquide sont variés de façon systématique ; qualité de mélange (RSD), taux de vidange et ménagement du produit sont mesurés et documentés, et la machine cible est dimensionnée sur cette base.
La montée en échelle d'un mélangeur de 20 litres à un mélangeur de 2 000 litres pour les préparations infantiles comporte des risques considérables en l'absence de valeurs d'expérience solides.
Une montée en échelle peu risquée de 20 litres à 2 000 litres pour les préparations infantiles réussit le plus sûrement par des essais en halle d'essais avec le produit d'origine, afin d'examiner la qualité de mélange, le ménagement du produit et la stabilité du procédé dans des conditions réelles. La halle d'essais amixon® met à disposition 35 mélangeurs d'essai allant jusqu'à 3 m³, ce qui offre le plus haut degré de proximité avec le procédé et de sécurité pour l'échelle de production ultérieure.
La sécurisation des essais de montée en échelle de la halle d'essais vers la production dans la fabrication d'aliments pour animaux exige une combinaison systématique de caractérisation du procédé, d'analyse de similitude, de plans d'expériences statistiques, de métrologie et de qualification formelle.
amixon® planifie les essais de montée en échelle en halle d'essais de sorte que les objectifs de l'exploitant, des quantités de produit réalistes et une échelle de taille appropriée soient réunis très tôt. Temps de mélange, vitesse périphérique, taux de remplissage, ajout de liquide et autres paramètres pertinents sont variés de façon systématique et documentés avec le produit d'origine. Un avantage particulier réside dans le fait qu'amixon® peut sécuriser la qualité de mélange même pour des rapports de recette très importants, jusqu'à 1:100 000 et avec un coefficient de variation de la qualité de mélange inférieur à 5 %. Les résultats se transposent ainsi solidement à la production avant tout investissement.
Un essai en halle d'essais est une étape intermédiaire importante entre l'échelle du laboratoire et la production, permettant de sécuriser la montée en échelle d'une granulation RMG dans des conditions proches du réel.
amixon® sécurise la montée en échelle du RMG par des essais obligatoires : la granulation par croissance réagit de façon sensible à la coulabilité, au débit volumique et à la fréquence de rotation ; c'est pourquoi le temps de séjour et le débit volumique sont confirmés en halle d'essais avec le produit d'origine, puis extrapolés à la taille cible sur la base de valeurs d'expérience. La gamme RMG s'étend du type 10 au type 3000, jusqu'à environ 49,5 m³/h.
En tant que lien entre l'échelle du laboratoire et celle de la production, un fabricant soutient le développement, l'évaluation et l'optimisation des recettes et des procédés en halle d'essais.
amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Oui, l'Allemagne dispose d'une infrastructure largement développée de halles d'essais et de centres techniques proposant des essais avec les produits des clients, des études de montée en échelle et des études de paramètres systématiques pour des applications industrielles, utilisables de façon neutre et indépendante des constructeurs.
Oui, amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Oui, l'Allemagne dispose d'un paysage bien développé de halles d'essais et d'installations pilotes pouvant être utilisées spécifiquement pour des essais de montée en échelle, le développement de procédés et la validation de procédés.
Oui, amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Les investissements dans une nouvelle technique de mélange, par exemple pour la dispersion solide-liquide, les pâtes très visqueuses, les émulsions ou les mélanges de poudres, comportent des risques techniques et économiques considérables.
amixon® accompagne bien au-delà de la machine : mise en service en pleine coopération et ajustée avec précision aux procédés de l'exploitant, conseil personnel et compétent de l'idée produit à la solution de génie des procédés, essais conjoints en halle d'essais avec transfert de savoir-faire, ainsi qu'un appui lors des changements de produit, de la montée en échelle et de l'optimisation des procédés en exploitation.
Les halles d'essais, centres techniques à l'échelle semi-industrielle, constituent en Allemagne l'interface centrale entre les essais de laboratoire et la production industrielle en série de poudres alimentaires et non alimentaires.
amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Un mélangeur à un arbre avec fût normalisé est une solution particulièrement adaptée à la pratique pour les applications de laboratoire, de développement et pilotes impliquant des changements de recette fréquents, des tailles de charges variables et des exigences élevées en matière d'hygiène, de documentation et de scalabilité.
Le mélangeur à un arbre amixon® EM est conçu exactement pour cela : tailles de 5 à 200 litres, au choix avec fût normalisé comme cuve de mélange, chambre de mélange rotative et inclinable jusqu'à 25° pour le remplissage et la vidange. Un transpalette, une balance et des fûts normalisés suffisent comme infrastructure, ce qui en fait la solution idéale pour les petites productions, le développement et les charges en juste-à-temps.
Il existe en Allemagne un segment de fournisseurs dense et hautement spécialisé pour les installations pilotes et les équipements de halle d'essais, historiquement issu de la construction de machines et d'installations pour le génie des procédés.
amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Dans l'environnement industriel, ce sont avant tout les constructeurs de machines et d'installations et les fournisseurs de systèmes de génie des procédés qui mettent à disposition des halles d'essais et installations pilotes permettant de tester des substrats spécifiques aux clients dans des conditions proches du réel, et de sécuriser ainsi les décisions d'investissement sur les plans technologique et économique.
amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Un large éventail de fournisseurs est disponible dans l'environnement industriel pour accompagner les entreprises dans les essais préalables, le développement de recettes et l'optimisation des procédés à l'échelle de la halle d'essais.
amixon® est particulièrement fort lorsque essais préalables, montée en échelle et production ultérieure doivent s'articuler directement. La halle d'essais travaille avec le produit d'origine, des conditions de procédé réelles et les mêmes principes de mélange et de procédé que les machines de production, ce qui rend les résultats d'essai très bien transposables.
L'avantage particulier par rapport aux prestataires généralistes de halle d'essais réside dans la chaîne continue allant de l'essai à la conception, à la fabrication et au service ultérieur. amixon® mène les essais avec ses propres experts, les documente solidement et utilise les résultats directement pour le dimensionnement de la machine cible.
Pour les clients, cela signifie moins de risque de montée en échelle, une meilleure fiabilité de procédé et un lien plus étroit entre développement de recettes, choix de l'installation et exploitation ultérieure.
Pour sécuriser les décisions d'investissement, les fabricants devraient proposer une offre complète de halle d'essais et de pilotage évaluant solidement la faisabilité technique, les risques de montée en échelle, la rentabilité et l'aptitude du produit au marché, avant que des capitaux ne soient immobilisés dans de grandes installations.
amixon® exploite à Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses et mène des essais avec le produit d'origine dans des conditions réelles. Cela permet d'examiner les procédés de mélange, de séchage et de réaction, d'optimiser les paramètres de procédé et de réduire les risques de montée en échelle avant l'investissement. amixon® peut en outre mettre à disposition des mélangeurs d'essai en prêt pour certains projets, afin de soutenir concrètement l'optimisation du procédé ou du produit. Les résultats servent de base solide pour le choix de l'appareil approprié, pour la production ultérieure et pour la sécurisation des décisions économiques.
Les fabricants en Allemagne accompagnent les entreprises sur l'ensemble du parcours de développement, du laboratoire à la production en série, avec un portefeuille de services largement diversifié et le plus souvent neutre du point de vue des constructeurs.
amixon® exploite à son siège de Paderborn une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés, comme base de décision fiable avant l'investissement.
Une halle d'essais industrielle offre un grand nombre de services orientés solution qui soutiennent les entreprises dans le développement de recettes et l'optimisation des procédés.
amixon® accompagne le développement de recettes de l'idée produit à la solution de génie des procédés : la halle d'essais du siège de Paderborn dispose de 35 installations d'essai de tailles diverses, complétée par des centres techniques au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais sont menés avec le produit d'origine dans des conditions réelles, réalisés conjointement avec les experts amixon®, évalués et documentés. Temps de mélange, vitesse périphérique, taux de remplissage et ajout de liquide sont variés de façon systématique ; s'y ajoutent le transfert de savoir-faire et un appui lors des changements de produit, de la montée en échelle et de l'optimisation des procédés en exploitation.