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Un mélangeur capable de traiter un lot de 1 000 litres n’est pas nécessairement le bon mélangeur pour un lot de résine, de peinture, d’encre ou de mastic de 1 000 litres. Dans la production chimique, le véritable défi réside souvent dans l’efficacité avec laquelle l’équipement déplace et traite les matériaux dans l’ensemble du récipient.
Les mélangeurs traditionnels à arbre unique peuvent avoir des difficultés lorsque la poudre doit être incorporée dans un liquide visqueux ou lorsqu'un lot important devient difficile à faire circuler. Les problèmes typiques incluent l'agglomération de poudre, la dissolution lente, les zones stagnantes, le matériau collant à la paroi du récipient et une circulation insuffisante dans les formulations à haute viscosité. Ces limitations deviennent plus visibles à mesure que le volume du lot et la viscosité augmentent.
Pour les fabricants produisant du mastic, de la peinture, de l'encre, des pigments, du gel, de la résine et des matériaux similaires, un mélangeur chimique à double arbre résout ces problèmes en combinant deux actions de mélange différentes dans un seul récipient : dispersion à grande vitesse et circulation en vrac à faible vitesse.
Le principal avantage n’est pas simplement d’avoir deux arbres. C'est ainsi que les deux agitateurs indépendants effectuent des tâches différentes en même temps.
Le mélangeur à double arbre de Rumi utilise un agencement d'arbres concentriques avec un disperseur à grande vitesse positionné à l'intérieur d'une ancre à basse vitesse ou d'un agitateur à cadre. Le disque de dispersion fonctionne à grande vitesse et génère une vitesse linéaire élevée autour du disque. Lorsque des poudres sont ajoutées à un liquide, cette zone localisée de cisaillement élevé aide à mouiller et à briser rapidement les particules, réduisant ainsi la tendance de la poudre à former des agglomérats persistants.
L'ancre à basse vitesse remplit une fonction différente. Plutôt que de compter sur un cisaillement élevé dans l'ensemble du récipient, il pousse continuellement le matériau en vrac autour du réservoir et l'alimente vers le disperseur à grande vitesse. Cela crée un chemin de circulation entre la région extérieure du navire et la zone de dispersion.
Cette distinction est importante pour les produits à haute viscosité. Une seule roue à grande vitesse peut créer de fortes turbulences locales tout en laissant moins de matériaux mobiles près de la paroi de la cuve. À l’inverse, un seul mélangeur à ancre peut assurer un bon mouvement de la masse mais peut ne pas générer suffisamment de cisaillement localisé pour disperser efficacement les poudres. La combinaison des deux permet à l’équipement de fournir à la fois une circulation en vrac et une dispersion localisée à grande vitesse.
Les grattoirs en PTFE montés sur le cadre d'ancrage améliorent encore ce processus. Ils éliminent continuellement les matériaux de la paroi intérieure de la cuve, réduisant ainsi la quantité de produit laissée en dehors du circuit de circulation principal. Cela améliore également le transfert de chaleur car la surface du mur reste plus activement exposée aux matériaux en mouvement.
Pour la production de lots moyens à grands, cette disposition est particulièrement utile car l’augmentation du volume du récipient rend généralement la circulation plus difficile. Le système à double arbre maintient le matériau en mouvement tout en maintenant une zone de dispersion dédiée à grande vitesse.
Différentes formulations nécessitent différentes conditions de mélange. Un système de résine, par exemple, peut devenir sensiblement plus visqueux à mesure que la température baisse. Les formulations de peinture et d’encre peuvent nécessiter une dispersion efficace des pigments sans entraînement d’air excessif. Les produits de mastic et de gel peuvent nécessiter un fort mouvement de masse mais un cisaillement relativement contrôlé.
Les deux agitateurs du mélangeur à double arbre Rumi prennent en charge un fonctionnement à vitesse variable grâce au contrôle du convertisseur de fréquence. Cela permet à l'opérateur d'ajuster le disperseur à grande vitesse et l'ancre à basse vitesse en fonction de la formulation et de l'étape de production.
Lors de l'incorporation de la poudre, le disperseur peut fonctionner à une vitesse plus élevée pour améliorer le mouillage, la dissolution et la désagglomération. Une fois la poudre incorporée, le processus peut évoluer vers une homogénéisation en vrac, où le mouvement contrôlé de l'ancre devient plus important. La possibilité d’ajuster la vitesse évite de traiter chaque formulation comme si elle nécessitait le même profil de mélange.
Le contrôle de la température est tout aussi important. Le réservoir à double enveloppe peut faire circuler un fluide de chauffage ou de refroidissement, à l'aide d'un chauffage ou d'un refroidisseur externe. Pour les systèmes de résine, de peinture, d’encre et de gel à haute viscosité, la température affecte directement la viscosité et donc la puissance requise pour déplacer le matériau. Le chauffage peut réduire la viscosité et améliorer la circulation, tandis qu'un refroidissement peut être nécessaire pour contrôler la température de la formulation après la dispersion ou pendant un traitement sensible à la température.
Le récipient peut également fonctionner sous vide ou protégé avec un gaz inerte car le réservoir est conçu pour un fonctionnement étanche à l'air. Le traitement sous vide peut être utile lorsqu’une désaération est requise, tandis qu’une protection par gaz inerte peut s’avérer utile lorsque la formulation nécessite une atmosphère contrôlée.
Le levage hydraulique ajoute un autre avantage pratique. La tête de mélange peut être levée et abaissée régulièrement en position de fonctionnement, simplifiant ainsi le chargement, le nettoyage, l'inspection et la maintenance. Pour les environnements de production où l’équipement est utilisé dans différentes formulations, cet accès mécanique peut s’avérer plus précieux que le simple ajout de puissance moteur.
Lorsque l’on compare le prix d’un mélangeur chimique à double arbre, le volume utile n’est qu’une partie des spécifications. Deux mélangeurs ayant la même capacité nominale peuvent avoir des prix sensiblement différents car leurs exigences mécaniques et de processus sont différentes.
Le premier facteur majeur est la viscosité du matériau. Une résine ou un gel à haute viscosité peut nécessiter une capacité d'entraînement et un couple supérieurs à ceux d'un liquide à faible viscosité. La vitesse de dispersion élevée requise est un autre facteur, en particulier lorsque la dispersion intensive de la poudre fait partie du processus.
La configuration du système de mélange affecte également le coût. Deux agitateurs à entraînement indépendant nécessitent plus de composants mécaniques et de contrôle qu'une conception à arbre unique. Le levage hydraulique, la commande du convertisseur de fréquence, l'indication numérique de la vitesse et la commande à écran tactile PLC en option ajoutent des fonctionnalités supplémentaires.
Le choix des matériaux est une autre considération importante. Rumi utilise en standard l'acier inoxydable 304 pour les pièces en contact avec le produit, tandis que le SS316L est disponible en option lorsqu'une plus grande résistance à la corrosion est requise. Le choix approprié doit être basé sur la composition chimique de la formulation plutôt que sur la simple sélection du matériau le plus coûteux.
L'enveloppe, le système de vide, la protection contre les gaz inertes, la disposition d'étanchéité et le niveau d'automatisation peuvent également modifier le coût final de l'équipement. Par conséquent, comparer les fournisseurs uniquement en fonction de la capacité des navires ou de la puissance des moteurs peut produire un résultat trompeur.
Lors de l’évaluation des fabricants de mélangeurs chimiques à double arbre, les acheteurs doivent regarder au-delà d’un devis d’équipement standard. La capacité du fabricant à comprendre la formulation et à la traduire en une configuration mécanique adaptée est souvent plus importante que le prix initial le plus bas.
Un fabricant compétent doit être en mesure de discuter de la viscosité, de la taille du lot, du chargement de la poudre, de l'intensité de dispersion requise, de la température de fonctionnement, des exigences de chauffage ou de refroidissement, des conditions de vide et du cycle de production prévu avant de confirmer la configuration finale.
Rumi est un fournisseur professionnel axé sur les équipements et solutions chimiques, servant des clients du monde entier avec des produits fiables, un contrôle de qualité strict et un service efficace. Depuis le développement de son premier système de dosage de haute précision et de son équipement de mélange à haute efficacité en 2018, RUMI Technology s'est concentrée sur les équipements de chimie fine et les solutions de processus personnalisées.
Son expérience couvre des applications telles que le dosage de peinture et d'encre, le mélange de résines et de nouveaux matériaux, ainsi que des solutions d'équipement pour les nouvelles industries des énergies et des composites. Après des centaines d'itérations de R&D, RUMI a développé des technologies exclusives et des brevets d'invention autour des équipements de dosage et de mélange.
Pour les équipements de production, la qualité de fabrication compte également après l’installation. Rumi exploite un système d'assurance qualité qui comprend des tests en usine de 72 heures, une réponse après-vente de 24 heures et des certifications ISO9001 et CE. Ces facteurs sont pertinents lorsque le mélangeur est censé fonctionner de manière répétée dans le cadre d’une production continue par lots plutôt que comme équipement de laboratoire occasionnel.
Le bon mélangeur chimique à double arbre doit être sélectionné à partir de la formulation en arrière, et non en fonction de la taille du moteur ou du récipient.
Pour la production intensive de peintures et de pigments en poudre, le disperseur à grande vitesse mérite une attention particulière. Pour les résines, mastics et gels à haute viscosité, la circulation de l'ancrage, la géométrie du racleur, le couple d'entraînement et la capacité de la gaine deviennent tout aussi importants. Si la température doit être étroitement contrôlée, l'enveloppe et le système de chauffage ou de refroidissement doivent être évalués en même temps que le cycle de mélange. Si l’élimination de l’air ou le contrôle de l’oxydation est nécessaire, le récipient hermétique et la configuration sous vide ou sous gaz inerte doivent être inclus dès le début.
Pour les moyennes et grosses séries, l’objectif n’est pas simplement de faire tourner l’agitateur. L'équipement doit maintenir la circulation, la dispersion, le renouvellement des parois, le contrôle de la température et un traitement reproductible tout au long du lot.
C'est pourquoi la sélection d'un mélangeur chimique à double arbre ne devrait pas se limiter à comparer le prix d'un mélangeur chimique à double arbre. L'efficacité de la dispersion, la circulation en vrac, le grattage du PTFE, le contrôle indépendant de la vitesse, les performances de la chemise, le matériau du récipient, la capacité de vide et la capacité d'ingénierie des fabricants de mélangeurs chimiques à double arbre influencent tous la valeur réelle de l'équipement. Pour les producteurs de produits chimiques, la meilleure configuration est celle qui correspond systématiquement à la viscosité, à la taille du lot, à la formulation, aux exigences de température et au cycle de production du processus.
