Optimisation du Mélange : Matériaux et Équipements

Préparation Optimale des Matériaux pour le Mélange

Une préparation correcte est essentielle pour assurer une production maximale de matériaux mélangés de haute qualité. Certains matériaux, comme la poussière fine, contiennent beaucoup d'air. Ils doivent être traités avant d'être ajoutés au mélange :

• Compression ou humidification : Pour réduire le volume d'air.
• Utilisation de solvant ou densification mécanique : Un solvant peut être utilisé pour mouiller la poussière et faciliter son incorporation. Alternativement, la densité peut être augmentée par des moyens mécaniques si l'humidification n'est pas possible.
• Élimination des gaz absorbés : Il est parfois nécessaire d'éliminer le gaz absorbé sous vide.
• Ajout à sec : Ces substances doivent généralement être ajoutées sèches.
• Désagglomération : Avant d'entrer dans le mélangeur, elles doivent être désagglomérées, soit en les passant à travers des tamis, soit en les déchiquetant.

Le temps de mélange diminue et le produit devient plus homogène s'il n'y a pas de grumeaux. Si les matières solides présentes en petites quantités sont solubles dans une portion liquide du mélange, elles doivent être ajoutées sous forme de solution, en prenant soin de distribuer uniformément le liquide sur la pâte.

Le Mélange Maître : Définition et Utilité

Un mélange maître (ou masterbatch) consiste à mélanger séparément un ingrédient en faible proportion avec certains autres ingrédients du mélange. Cette combinaison concentrée est ensuite ajoutée au reste du mélange pour la dispersion finale.

Les mélanges maîtres sont particulièrement utiles pour incorporer avec précision :

• Colorants
• Agents de nettoyage à sec
• Autres additifs en faible quantité

Ils peuvent être préparés avec une grande exactitude en laboratoire, réduisant ainsi les erreurs de pesage sur le site de production, car l'ingrédient clé est dilué de manière contrôlée.

Techniques de Mélange des Matières Solides

Le mélange de matières solides, surtout si celles-ci nécessitent également un certain degré de division (ou réduction de taille des particules), est souvent réalisé par broyage conjoint des diverses substances composant le mélange.

Les principaux dispositifs de mélange de solides comprennent :

• Cylindres mélangeurs :
  • Fonctionnent en continu.
  • Le cylindre est légèrement incliné, permettant au mélange de s'écouler vers son extrémité inférieure.
  • Peuvent comporter des éléments internes (barres, ailettes en U, poutres) soudés le long des génératrices pour améliorer le retournement et l'homogénéisation du matériau.
• Mélangeurs à sacs (type "bolsa") :
  • Le déchargement s'effectue lorsque le sac est retourné ou ouvert à l'extrémité de son cycle, permettant au produit de s'écouler.
  • Ces mélangeurs sont largement utilisés dans la préparation de mélanges d'amorces (ou produits primaires sensibles) qui nécessitent d'éviter les frictions excessives avec des matériaux durs.

Conception et Composants Clés des Mélangeurs

Les mélangeurs industriels sont généralement constitués des éléments suivants :

• Cuves (ou réservoirs) :
  • Souvent de forme cylindrique avec un axe vertical.
  • Le sommet peut être ouvert ou fermé (étanche à l'air).
  • Les proportions de la cuve (hauteur/diamètre) varient considérablement en fonction de la nature du problème d'agitation à résoudre. Typiquement, la hauteur du liquide est approximativement égale au diamètre de la cuve.
  • Le fond de la cuve est généralement arrondi et non plat, afin d'éliminer les angles vifs ou les zones stagnantes où le flux de liquide ne pourrait pas pénétrer efficacement.
• Agitateur (turbine ou roue) :
  • Monté sur un arbre suspendu, souvent vertical.
  • La turbine crée un profil d'écoulement spécifique dans le système, amenant le fluide à circuler dans toute la cuve et à retourner finalement vers la turbine, assurant l'homogénéisation.
• Système d'entraînement et accessoires :
  • Incorpore habituellement un réducteur de vitesse pour adapter la vitesse du moteur à celle requise par l'agitateur.
  • Peut inclure des accessoires pour le contrôle de la température, tels que des doubles enveloppes (chemises) ou des serpentins de chauffage/refroidissement.
  • Équipé de capteurs de température et autres instruments de mesure.