Agitation et mélange : Définitions et enjeux industriels

Définition et différences entre agitation et mélange

L'agitation est l'opération qui crée des mouvements violents et irréguliers au sein d'une matière fluide, ou se comportant comme telle, afin de déplacer les particules ou les molécules d'une ou plusieurs phases dans le but d'atteindre un état final dans les plus brefs délais et avec une énergie minimale.

Dans le cas où ce n'est pas une substance unique qui reçoit le mouvement, mais deux ou plusieurs substances, miscibles ou non, on parle de mélange. Cette technique vise à procéder à une distribution aléatoire de ces substances ou phases.

Objectifs principaux de l'agitation

• Produire et maintenir une répartition homogène des matières en cours de traitement.
• Augmenter la vitesse de réaction.
• Produire et conserver une température uniforme.
• Augmenter la surface active des différentes phases constituant le produit brut.

Finalités spécifiques de l'agitation d'un liquide

1. Suspension de particules solides.
2. Mélange de liquides non miscibles.
3. Dispersion d'un gaz dans un liquide sous forme de petites bulles.
4. Dispersion d'un liquide non miscible pour former une émulsion ou une suspension de gouttelettes.
5. Promotion du transfert thermique entre le fluide et une paroi ou un serpentin.

Importance de l'agitation dans les procédés chimiques

Les propriétés mécaniques et physiques dépendent de la manière dont les produits sont traités. Une agitation appropriée est essentielle pour éviter les différences de température ou de concentration, qui pourraient entraîner l'apparition d'isomères indésirables, de déchets, ou une diminution des rendements.

Comme l'a souligné Morton, le résultat d'une réaction entre deux substances A et B dépend fortement de l'intensité de l'agitation (RPM). Une agitation modérée peut favoriser la condensation de deux molécules de A, tandis qu'une agitation intense peut conduire à un produit de type A₂B.

Trois types de réactions dans un système hétérogène

• Type I : En augmentant le degré d'agitation (tr/min), la vitesse de réaction augmente de manière plus ou moins linéaire. L'influence de la température est négligeable.
• Type II : L'agitation a une influence positive progressive jusqu'à un certain seuil, après quoi la réaction devient insensible à l'agitation et devient sensible à la température.
• Type III : La vitesse de réaction n'est pas affectée par l'agitation, mais elle est sensible à la température.