Contrôler la taille des particules grâce à l'agglomération

Dans la production industrielle, le contrôle de la taille des solides en vrac est essentiel pour améliorer l’efficacité, garantir des résultats prévisibles et la qualité du produit final. L'agglomération offre une opportunité unique de créer des propriétés matérielles souhaitables en ajustant la taille des particules, soit comme matière première, soit comme produit final.

Introduction à l'agglomération

L'agglomération est un processus d'augmentation de la taille des particules qui rassemble les matériaux fins en particules plus grosses et cohésives. Cette technologie est utilisée dans un certain nombre d’industries pour convertir des matériaux poussiéreux ou difficiles à manipuler en une forme plus gérable présentant de nombreux avantages.

Pourquoi contrôler la taille des particules est important

La taille des particules a un effet profond sur les propriétés d’un matériau, à la fois en tant que matière première et en tant que produit final. La taille des particules peut affecter le flux de matériaux, la solubilité, la densité apparente, les vitesses de réaction, la livraison et le calendrier des ingrédients actifs, l'efficacité du processus et la cohérence du produit. À mesure que les produits et les matériaux deviennent plus spécialisés, un contrôle précis de la taille des particules devient de plus en plus important.

Avantages de l'agglomération

L'application de la granulation continue de se développer car elle offre de nombreux avantages tant pour la matière première que pour le produit final, notamment :

• Avantages produit : supprime la poussière, prévient la ségrégation, améliore l'apparence et les performances.
• Avantages de la matière première : transport simplifié, perte de poussière réduite, porosité, densité et capacité de fusion accrues.
• Avantages du procédé : élimination des poussières et des fines, amélioration de l’efficacité du procédé.
• Avantages économiques : convertit les déchets en produits commercialisables, réduit les coûts de transport et d'élimination.
• Avantages environnementaux : réduction du besoin de mise en décharge, amélioration du rapport coût-efficacité de l'élimination des déchets.

Types d'agglomération

L'agglomération comprend une variété de processus tels que le pelletage, le pelletisation, le micro-granulation, la trempe, l'instanciation, le briquetage, le compactage, l'écaillage, l'extrusion, l'agglomération, la granulation, la pelletisation par pulvérisation, etc.

Cet article se concentrera sur les méthodes de polymérisation suivantes :

• Agglomération : L'utilisation de liquide combinée à l'action de roulage favorise l'agrégation et la densification des particules fines, semblable au phénomène de boule de neige. Cette méthode produit des particules rondes allant de 40 mesh à 3/4 de pouce (400 μm à 20 mm). 
• Microgranulation : similaire à la granulation, mais en mettant l'accent sur la production de granulés de l'ordre de 70 à 35 mailles (200 à 500 μm). L’objectif n’est peut-être pas seulement de produire des granulés avec une répartition granulométrique spécifique, mais aussi d’éliminer la poussière pour les rendre plus faciles à manipuler ou à appliquer. 
• Conditionnement : Le conditionnement n'est pas nécessairement destiné à la production de granulés, mais à la préparation du matériau à utiliser comme matière première ou à faciliter la manipulation et le transport. Cela implique généralement de créer un mélange homogène d’aliments solides et liquides. 
• Agglomération : L'agglomération est identique à la granulation, mais se réfère généralement exclusivement aux applications dans l'industrie des engrais. La granulation peut ou non impliquer une réaction chimique et est généralement effectuée dans un granulateur.

Réalisation d'agglomération

L'agrégation de fines particules en une pastille uniforme peut sembler simple, mais produire un produit répondant aux spécifications cibles et ayant la taille souhaitée est une tâche hautement technique. L’étude du phénomène de granulation dans une perspective microscopique permet d’expliquer le fonctionnement du processus. En granulation sans pression, l'agrégation des particules en une unité cohésive repose sur les principes suivants :

1. L'humidité de la matière première doit être nettement inférieure à celle du produit final pour permettre l'ajout d'agents mouillants.
2. Les particules s'agrègent les unes aux autres en présence d'un liant.
3. La rotation continue de l'équipement de granulation favorise la densification du corps granulé, chassant l'humidité vers l'extérieur du granulé.
4. La tension superficielle et les forces capillaires aident à maintenir les particules ensemble.
5. L'humidité poussée vers la surface permet de ramasser des particules plus fines jusqu'à ce que le corps granulé atteigne la taille souhaitée et soit déchargé de la machine.

Équipement commun d’agglomération

Malgré la variété des techniques de granulation et des processus et matériaux applicables, de nombreux équipements sont utilisés dans divers processus, chacun offrant des avantages et des inconvénients différents selon le matériau. L'équipement majeur comprend : 

• Pelletiseurs à disques : les pelletiseurs à disques sont connus pour leur capacité à créer des produits en pellets de haute qualité. Ils offrent de nombreuses variables ajustables dans le processus de production pour affiner les caractéristiques du produit, notamment la taille. 
• Granulation à tambour rotatif: Les tambours rotatifs n'offrent pas un contrôle aussi strict de la taille des particules pendant la production que les granulateurs à disques, mais ils offrent une unité fiable et facile à utiliser pour les environnements à volume élevé. 
• Mélangeurs à aiguilles : les mélangeurs à aiguilles utilisent une forte action rotative combinée à un liquide/liant pour produire des « granulés de graines » ou des micro-granulés. L'action rotative permet au mélangeur de créer un produit dense et sans poussière. 
• Pétrisseurs : Les pétrins utilisent une action de pétrissage et de retournement combinée à un liquide/liant pour tempérer et/ou mélanger des matériaux solides.

Facteurs clés du processus de granulation

En plus des équipements et des processus mentionnés ci-dessus, plusieurs facteurs clés affectent l'efficacité du processus de granulation :

• Caractéristiques du matériau : La densité, la forme, les propriétés de surface, la teneur en humidité, etc. du matériau affecteront les résultats de granulation. Par exemple, les matériaux plus denses sont plus faciles à granuler, tandis que les matériaux à surface lisse nécessitent plus de liant.
• Sélection du liant : Le type, la quantité et la méthode d’ajout du liant ont une influence importante sur la résistance et la stabilité du granulateur. Les liants couramment utilisés comprennent l’eau, les solvants organiques, les polymères, etc.
• Paramètres du processus : La vitesse d'agitation, la vitesse du tambour, le temps de séjour du matériau, la température et d'autres paramètres du processus affecteront le processus de granulation.
• Conditions environnementales : l'humidité de l'air, la température et d'autres conditions environnementales affecteront également le processus de granulation, en particulier pour certains matériaux sensibles à l'environnement.

Domaines d'application de la technologie de granulation

La technologie d'agglomération est largement utilisée dans de nombreuses industries, par exemple :

• Traitement des minéraux : granulation de minéraux tels que le minerai de fer, le charbon, les scories, etc. pour améliorer leurs propriétés de fusion ou pour faciliter le transport.
• Industrie chimique : Contrôle granulométrique de produits tels que engrais, catalyseurs et pigments.
• Industrie alimentaire : granulation d'additifs alimentaires, lait en poudre, café et autres produits.
• Industrie pharmaceutique : contrôle granulométrique des préparations pharmaceutiques pour améliorer la solubilité des médicaments, la biodisponibilité, etc.
• Industrie environnementale : Granulation des boues et des poussières pour réduire la pollution de l'environnement.

Considérations relatives à l'augmentation de la taille des particules

Lorsque le contrôle de la taille des particules est critique, la combinaison d’un mélangeur à aiguilles et d’un granulateur à disques constitue la solution optimale. Cette configuration permet un meilleur contrôle de la taille et réduit la récupération des rejets et des granulés surdimensionnés, augmentant ainsi l'efficacité de la production.

La préparation des matières premières est essentielle au succès d’une opération de polymérisation. Plus la matière première est homogène, meilleur est le résultat final. De plus, la réduction de taille joue un rôle clé dans le processus de polymérisation, en aidant à préparer la matière première et à éliminer les produits surdimensionnés.

Conclusion

De nombreux processus industriels et produits finaux dépendent fortement du contrôle de la taille des particules afin d'atteindre et de maintenir l'efficacité du processus et de produire un produit final répondant aux spécifications souhaitées. L’agglomération et les nombreux avantages qu’elle apporte sont devenues un outil clé pour parvenir au contrôle de la taille des particules. En tant que processus combinant science et art, l’expertise en matière de manipulation des matériaux en granulation est essentielle au contrôle réussi de la taille et des propriétés des particules dans n’importe quel environnement.

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La technologie de granulation de TONGLI peut être utilisée dans un large éventail d'industries où le contrôle de la taille des particules, l'amélioration des propriétés des matériaux, l'efficacité des processus ou des problèmes de poussière sont nécessaires. Ses équipements et processus peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins spécifiques de différentes industries et matériaux, offrant ainsi aux clients des solutions complètes de granulation.

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