Mélange en continu versus mélange par lots

Le mélange de poudres et les processus connexes tels que l'humidification, la désagglomération, l'agglomération, le chauffage, le séchage, le refroidissement, le gazage, le bonding et ...... peuvent avoir lieu de manière discontinue ou continue. Ce billet de blog examine les avantages et les inconvénients des deux méthodes de mélange.

Si l'on comparait, tous secteurs confondus, le nombre de mélangeurs fonctionnant en continu et celui des mélangeurs fonctionnant par lots, on constaterait rapidement qu'il y a beaucoup plus de mélangeurs par lots. L'offre des types de mélangeurs les plus divers est également dominée par les mélangeurs discontinus.

En règle générale, les produits en vrac sont de préférence mélangés et traités en continu. Mais lorsque de nombreux composants doivent être mélangés et que des qualités de mélange très élevées sont requises, le mélange par lots est alors privilégié. Dans la pratique, un mélangeur de lots offre beaucoup plus de flexibilité. C'est aussi une des raisons pour lesquelles les entreprises de mélange de lots sont beaucoup plus fréquentes.

Comparaison

Dans le cas du mélangeur discontinu - à gauche - le mode de travail s'effectue par étapes. Ce n'est que lorsque les différents composants ont été versés que l'outil de mélange commence à tourner. En faisant circuler les marchandises en trois dimensions, le mélangeur modifie la position de toutes les particules les unes par rapport aux autres. L'état passe de "non mélangé" à "techniquement idéalement mélangé". Ce n'est qu'ensuite que l'on procède au vidage.

Dans le cas du mélange en continu - à droite - les composants impliqués sont introduits en continu dans le mélangeur dans la bonne proportion de masse. Les flux de matières sont homogénéisés dans le mélangeur et le produit mélangé est évacué en continu. Le gradient de concentration est ici plus faible, car le flux dit continu de la chaudière a déjà créé une base d'enrobé homogène. Les flux de matières introduits sont relativement faibles par rapport au contenu du récipient déjà homogénéisé. Le temps moyen de rétention peut par exemple être de 0,5 à 3 minutes.

Il convient de noter ici que l'on distingue deux types de mélange continu de poudres : L'écoulement dans les tuyaux et l'écoulement dans la chaudière.

Question d'un client : Quel est le principal défi du mélange en continu de produits en vrac ?

Lorsque des qualités de mélange élevées sont souhaitées, le dosage continu des poudres constitue le principal défi. Tous les composants du mélange doivent arriver en continu dans le mélangeur dans les bonnes proportions. Contrairement aux liquides, les produits en vrac sont beaucoup plus difficiles à doser. Les erreurs de dosage conduisent toujours à un résultat de mélange erroné.

Néanmoins, les installations de mélange fonctionnant en continu se sont établies depuis qu'il existe des doseurs de poudre fonctionnant avec précision. Les installations de dosage modernes pour les produits en vrac détectent déjà les petites erreurs de dosage et les corrigent très rapidement. Les flux de masse sont précis même pour des intervalles de temps courts.

En ce qui concerne la qualité du mélange, il est préférable d'utiliser des doseurs gravimétriques. Ils sont également appelés "loss-in-weight feeder". De manière générale Plus le produit en vrac est fluide, plus les systèmes de dosage en continu peuvent être précis.

Selon le type de mélange continu, des spectres de temps de séjour peuvent être définis. Les mélangeurs continus avec de grands spectres de temps de séjour sont d'autant mieux à même de compenser les erreurs de dosage qui surviennent pendant une courte période.

Les particularités du mélange en continu sous forme de "flux tubulaire" classique et de "flux de chaudière" classique sont décrites ailleurs dans ce blog amixon®.

Pour ne pas influencer le signal de pesée, les tubulures d'entrée et de sortie sont reliées par des manchons pliables. À l'intérieur du boîtier, un outil de grattage rotatif assure un ameublissement régulier de la poudre. La vis de dosage obtient ainsi un produit aéré. Cela favorise le comportement de régulation. Le niveau de remplissage dans la trémie de pesage baisse continuellement. Dans l'exemple illustré, le récipient de pesée est rempli pneumatiquement. Le temps de remplissage doit être le plus court possible. Pendant ce temps, la vis de dosage transporte sans régulation à vitesse constante. Dans la pratique, une telle "phase aveugle" peut être acceptée.

Ce doseur gravimétrique (marque AZO) a été démonté pour être nettoyé. Il aime les cellules de pesée.

Question d'un client : Les entreprises de mélange ont des exigences techniques de mélange différentes en fonction du produit et du secteur. Quels sont les critères à prendre en compte pour choisir entre le mélange en continu et le mélange par lots ?

Le mélangeur de débit amixon® de la taille AMK 400 repose sur des cellules de pesage. Les quatre doseurs gravimétriques sont alimentés par le haut, par lots.

Mélangeur à flux continu amixon® Type d'agglomérateur de mélange à couche annulaire.

Un processus de mélange continu est préférable,

lorsqu'un temps de rétention défini et court est nécessaire
si la désagglomération doit se faire en peu de temps
lorsque l'enrobé s'agglomère spontanément
lorsque l'ajout de liquide déclenche une réaction chimique spontanée
lorsque le résultat du mélange est déterminé par l'apport exact d'énergie mécanique
lorsque des réactions exothermiques se produisent et que de grandes quantités de chaleur doivent être évacuées
si le produit final s'écoule mal (par exemple, comme une pâte ou une crème à haute viscosité)
lorsque le produit final est constitué de peu de composants
lorsque la recette est standardisée et que la qualité des composants est assurée
lorsque de grandes quantités de produits identiques ou similaires sont fabriquées, éventuellement en trois équipes (produits en vrac comme les aliments de base dans les moulins à céréales, l'amidon, les aliments pour animaux, les produits chimiques de base, les savons métalliques, les poudres à laver, les dérivés de la cellulose, les produits semi-solides, les matières plastiques, les matériaux de construction)
si les marchandises mixtes doivent être emballées directement sans stockage intermédiaire
si .....

Des mélangeurs et des systèmes de dosage continus sont également disponibles pour vos essais de mélange dans le centre technique amixon®.

Une opération de mélange de lots est alors avantageuse,

lorsqu'il s'agit de processus de préparation complexes, par exemple des processus de mélange multistep ou des processus de mélange avec surpression ou application de vide
si une analyse en laboratoire doit avoir lieu avant le remplissage
lorsque l'assurance qualité insiste sur le contrôle des lots et
si un nettoyage doit être effectué après chaque préparation
lorsque de nombreux composants sont impliqués. C'est le cas des aliments pour bébés, des nutriments diététiques , des produits de boulangerie, des préparations d'épices, des stabilisateurs, des aliments instantanés, des assaisonnements, ....
lorsqu'il s'agit de productions à la demande avec des recettes toujours différentes (compléments alimentaires, préparations d'épices pour les entreprises de viande, arômes pour l'industrie alimentaire, plats instantanés, boissons instantanées,...)

Ce mélangeur KoneSlid® de la maison amixon® est une évolution de notre mélangeur à cône. Il mélange de manière particulièrement délicate avec un temps de mélange extrêmement court. La fréquence de rotation de l'outil de mélange est particulièrement faible. Le vidage s'effectue en quelques secondes et sans laisser de traces pour les produits coulants.

Mélangeur à boule creuse amixon® pour les essais de mélange en centre technique.

Le mélangeur à cône illustré ici peut effectuer confortablement les deux procédés de mélange lorsqu'il est placé sur des cellules de pesage. La condition préalable au mélange en continu est l'utilisation de systèmes de dosage fonctionnant en continu.

N'hésitez pas à venir à Paderborn avec vos produits. Nous vous présentons les processus de mélangevolontiers une démonstration !

Les mélangeurs Gyraton® d'un volume utile de 70 m³ peuvent homogénéiser le contenu d'un conteneur maritime de 40 pieds.

Mélangeur expérimental de type Gyraton® avec un volume utile de 3 m³ dans le centre technique d'amixon®.

Les produits en vrac peuvent être parfaitement homogénéisés dans le mélangeur Gyraton®.

L'homogénéisation de grands lots peut être très laborieuse. Le mélangeur Gyraton® d'amixon® constitue une solution compacte. Il s'agit d'un nouveau développement qui a déjà fait l'objet de nombreux tests. Il mélange de manière particulièrement douce, de sorte que les particules sont à peine stressées. Le mélangeur Gyraton® convient aussi bien aux processus par lots qu'aux processus de mélange en continu.

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