SpherHelics® Mélangeur à boule creuse type SH

Une qualité de mélange optimale en un temps record

Tous les mélangeurs amixon^® garantissent une qualité de mélange idéale, qu’il s’agisse de particules grossières ou très fines. En pratique, on parle de répartition idéale lorsque le coefficient de variation de la qualité de mélange est inférieur à 5 %. C’est déjà le cas pour des quantités d’échantillons* de seulement 20 g ainsi que pour des compositions de composants allant jusqu’à 1:100 000 – que le mélangeur à billes soit rempli entièrement ou partiellement. Après seulement quelques minutes de mélange, le mélangeur à billes atteint déjà cette qualité de mélange : tous les composants de la formulation sont alors répartis de manière idéale.

*) Plus les poudres à mélanger sont finement divisées, plus la quantité d’échantillon peut être réduite.

Calcul de la fréquence de brassage

La fréquence de brassage décrit le nombre de tours que doit effectuer l’outil de mélange hélicoïdal pour remuer complètement une fois l’ensemble du produit dans la chambre de mélange. Si l'on utilise cette formule pour comparer des mélangeurs à billes de tailles différentes, elle fournit des approximations très fiables. Plus les tailles comparées sont proches, plus ces approximations sont précises :

Le débit de l'outil de mélange, également appelé débit volumique de refoulement, peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

I_V = (π / 4) · (D² − d²) · Φ · S · n · ζ

• I_V : débit volumique de refoulement
• D/d : diamètre extérieur/diamètre intérieur de l’hélice
• Φ : taux de remplissage (par rapport au volume utile)
• S : pas de l’hélice
• n : fréquence de rotation (tours par seconde)
• ζ : coefficient de vitesse (spécifique à l’outil)

Les essais de mélange apportent des éclaircissements

Cette formule permet de dimensionner de manière fondée des mélangeurs de différentes tailles. Elle aide notamment, lors de l’extrapolation à des mélangeurs à billes de grand volume, à minimiser la puissance d’entraînement ou à réduire le temps de mélange.

Notre expérience de plusieurs décennies dans les secteurs les plus divers peut être complétée par vos essais pratiques. Il est donc recommandé de réaliser des mélanges d’essai au centre technique amixon^®. Les différentes variantes de traitement de votre processus peuvent y être identifiées et évaluées. Cela constitue la base de la conception technique de votre mélangeur. Ainsi, il n’y aura pas de surprises par la suite dans les conditions réelles d’exploitation.

La qualité du mélange à elle seule suffit rarement

Une qualité de mélange élevée est certes la condition préalable à des résultats reproductibles, mais elle ne suffit généralement pas à elle seule.

Outre l’homogénéité d’un mélange de poudres, d’autres critères de qualité doivent être respectés. Selon le type de construction et le mode de fonctionnement du mélangeur, les propriétés suivantes des poudres peuvent être améliorées :

• Distribution granulométrique
• Absence de poussière
• Fluidité et facilité de dosage
• Stabilité face à la ségrégation
• Aspect lors du mélange de liquides avec des poudres
• Porosité
• Agglomération ou désagglomération
• Compactabilité et aptitude au compression en comprimés
• Comportement de dispersion et de dissolution dans l’application finale
• Absence d’agglomérats et fluidité après stockage
• Stabilité au stockage sur de longues périodes
• Aspect visuel après un stockage prolongé

Il existe souvent des conflits d’objectifs entre ces propriétés. C’est souvent l’interaction de toutes ces caractéristiques qui détermine l’adéquation du mélange pour le client final. L’essai de mélange en centre technique constitue donc une étape importante dans le choix du système ou du procédé de mélange le plus approprié.

De l’expérience acquise à la recommandation – grâce à notre IA interne –

Sur demande, amixon^® analyse votre tâche de mélange à l’aide de son IA interne. Celle-ci associe le savoir-faire en matière de procédés et d’applications de la société amixon GmbH, documenté depuis plus de quatre décennies, aux exigences concrètes du client en matière de procédés.

Il en résulte une recommandation fondée sur trois niveaux :

• pour le système de mélange le plus adapté issu de la gamme amixon^®,
• pour l’équipement le plus adapté du mélangeur,
• pour le meilleur mode de fonctionnement du mélangeur.

Chaque mélangeur de poudres possède un taux de remplissage minimal et maximal.

Chaque mélangeur de poudres possède un taux de remplissage minimal et maximal qui dépend de sa conception et du procédé utilisé. En dehors de cette plage, l’efficacité du mélange peut s’avérer insuffisante. Le volume brut d’un mélangeur à sphères creuses destiné aux produits pulvérulents doit être supérieur d’environ un tiers au volume de charge requis. Cela correspond à un taux de remplissage d’environ 75 %. L’espace libre restant permet le mouvement du produit en vrac nécessaire au processus de mélange.

La hauteur de remplissage (z) d’un mélangeur à sphères creuses est déterminée par le volume de matière en vrac versé (V). Le calcul repose sur la formule du volume d’une calotte sphérique.

V(z) = π ⋅ z² ⋅ (3 ⋅ r – z)/3

• V : volume d’eau
• z : niveau de remplissage mesuré à partir du point le plus bas de la sphère
• r : rayon intérieur de la sphère creuse

La plage de valeurs admissibles est \(0\leq z\leq 2r\). En isolant z, la formule s'écrit :

z = r - 2r ⋅ cos ((π+arccos(1-3V/(2πr^3)))/3)

Comme le volume de l’outil de mélange n’est pas pris en compte, la formule ne fournit qu’une valeur approximative ; le niveau de remplissage réel est légèrement supérieur.

amixon^® s’appuie sur plus de 40 ans d’expérience dans pratiquement tous les secteurs où des produits en vrac sont traités ou transformés. Parallèlement, l’entreprise mène des recherches en continu, notamment en collaboration avec des chercheurs de différentes universités. Certains de ces résultats de recherche ont été si significatifs qu’ils ont donné naissance à de nouveaux produits et à des perfectionnements.

C’est pourquoi nous invitons volontiers nos clients – nouveaux comme existants – à réaliser régulièrement des essais de mélange au centre technique amixon^®. C’est là que les défis spécifiques à chaque client sont mis en évidence, et que le savoir-faire d’amixon^® en matière d’application est directement mis au service du client.

De nombreux mélangeurs que nous avons livrés ont aujourd’hui déjà plus de trente ans. amixon^® peut également les adapter aux exigences actuelles des clients et les moderniser grâce à une mise à niveau.

amixon^® peut fabriquer des mélangeurs à billes creuses conformes aux normes FDA en tant que mélangeurs stériles. Ils sont alors conçus comme des réacteurs à double enveloppe résistants à la pression. Ils répondent également aux exigences de l’EHEDG et des normes sanitaires 3-A.

Quels sont les avantages d’un mélangeur à billes creuses amixon^® pour l’utilisateur ?

• Une qualité de mélange idéale avec des temps de mélange très courts.
• Il peut être utilisé pour des produits secs, humides et pâteux ainsi que pour des liquides.
• Sur demande, une version en mélangeur stérile à double enveloppe résistant à la pression (conforme aux normes FDA) est disponible.
• Respect des exigences de l’EHEDG et des normes sanitaires 3-A.
• Mélange avec désagglomération douce ou agressive – avec un seul et même mélangeur
• Répartition rapide et précise des ajouts de liquide pendant le mélange
• Excellente vidange résiduelle, sur demande grâce aux outils ComDisc^®.
• Nettoyage simple et efficace : à sec, humide ou à l’eau, sur demande de manière entièrement automatique avec WaterDragon^® – les buses à jet ciblé sont librement programmables.
• Faible consommation d’énergie et faible puissance d’entraînement – processus de mélange particulièrement efficace

amixon^® exploite, rien qu’à Paderborn, plus de 30 mélangeurs d’essai modernes. Cela garantit que vous obtenez toujours les meilleurs résultats lors de vos essais de mélange.