Dépannage du mélange de poudres

1. Temps de mélange long : comment accélérer le temps de mélange

Observation	Cause	Action
Le temps de mélange est trop long Cela réduit la capacité de l’installation	Volume de remplissage trop élevé	Tous les mélangeurs de poudre doivent disposer d’un espace libre suffisant en partie supérieure pour permettre un bon mélange Assurez-vous que le volume occupé par la poudre ne dépasse pas : 50-60 % pour les mélangeurs rotatifs - un maximum absolu étant d’environ 70 % 70-80 % pour les mélangeurs à double arbre à pales 80 % - 90 % pour les mélangeurs à ruban Exprimé en % du volume total du mélangeur
	Vitesse trop faible	La vitesse du mélangeur est un paramètre de procédé important ayant des influences différentes selon le type de mélangeur Mélangeurs rotatifs : une vitesse de rotation élevée n’améliore pas réellement le mélange. Cependant, l’effet de mélange repose sur un nombre de révolutions. Une vitesse trop faible augmentera simplement le temps nécessaire pour atteindre le nombre de révolutions requis pour un bon mélange. Suivez les recommandations des fabricants, la plupart des mélangeurs ayant des vitesses de mélange dans la plage 10-20 tr/min - plus d’informations ici Pour les mélangeurs convectifs, une certaine vitesse doit être atteinte pour obtenir un bon mélange, en particulier avec les mélangeurs à double arbre à pales, qui fluidisent la poudre et pour lesquels la vitesse doit être suffisamment élevée pour atteindre cet objectif. Pour les mélangeurs à double arbre à pales, vérifiez que Fr soit supérieur à 1,1. Références, selon le volume peuvent être trouvées ici pour les mélangeurs à double arbre à pales et les mélangeurs à ruban.
	Procédure de remplissage incorrecte	La manière de remplir un mélangeur a une influence sur la performance de mélange et donc sur le temps de mélange. Les mélangeurs rotatifs comme les mélangeurs en cuve, mélangeurs en V...etc... doivent être chargés par couches horizontales, et non verticales Les mélangeurs à ruban ou à pales doivent être chargés avec les ingrédients minoritaires au centre du mélangeur afin d’optimiser le temps de mélange. Un chargement en sandwich peut également être une solution pour optimiser le temps de mélange dans certains cas
	Quantité trop faible d’un ingrédient	Des ajouts très faibles d’ingrédients sont possibles dans les mélangeurs convectifs ou à cisaillement comme les mélangeurs à pales ou à socs, certains exemples ont montré un bon mélange à 0,1 %. Cependant, cela risque d’être trop faible pour les mélangeurs rotatifs où une étape de prémélange est conseillée afin d’avoir un ajout minimal de 1 % de la charge totale
	Propriétés des particules trop différentes	Un mélange de solides présentant des particules significativement différentes en taille a une tendance naturelle à la ségrégation. Il n’est donc pas possible d’atteindre un certain degré d’homogénéité , même si le temps de mélange est augmenté indéfiniment. Avant de mélanger des solides en vrac, évaluez les tailles des particules des ingrédients pour estimer la difficulté du mélange. Si les tailles sont très différentes, évaluez si un mélange avec une forte variabilité reste acceptable pour votre application, ou trouvez un moyen d’obtenir des tailles de particules plus similaires (changer de fournisseur, broyage...). Dans certains cas, l’application d’un enrobage – fixant les petites particules aux grosses – peut être une méthode pour obtenir un mélange très homogène

2. Homogénéité insuffisante : comment améliorer l’homogénéité d’un mélange de poudres

Observation	Cause	Action
Le degré d'homogénéité est insuffisant pour l'application	Volume de remplissage trop élevé	Voir le tableau ci-dessus, chaque mélangeur de poudres doit disposer d’un espace libre en tête pour permettre un bon mélange
	Vitesse trop faible	Voir le tableau ci-dessus. Les mélangeurs convectifs doivent, en règle générale, avoir une vitesse minimale afin d’assurer un mélange approprié
	Procédure de remplissage incorrecte	Voir le tableau ci-dessus. De plus, vérifier, pour les mélangeurs non rotatifs, que le mélangeur tourne lentement pendant l’ajout de matière. Cela aide à niveler le produit et réalise également un pré-mélange léger pendant le chargement.
	Quantité trop faible d’un ingrédient	Voir le tableau ci-dessus
	Propriétés des particules trop différentes	Voir le tableau ci-dessus
	Ségrégation après mélange	L’étape de mélange n’est généralement pas la dernière étape du procédé. Ainsi, le mélange doit être manipulé ultérieurement. En particulier pour les mélanges contenant des composants de tailles de particules significativement différentes, une ségrégation peut survenir après le mélangeur, ce qui peut donner l’impression d’un mauvais mélange, alors qu’il s’agit en réalité d’un bon mélange en sortie de mélangeur ayant subie une ségrégation. Pour éviter ce phénomène, veiller à manipuler le mélange le moins possible et avec le plus de douceur : éviter les goulottes longues, ou les équipements induisant des vibrations ou une élutriation.
	Analyse incorrecte	Dans certains cas, le mélange est suffisamment homogène, mais il apparaît non homogène en raison d’un problème dans l’analyse. Assurez-vous que l’échantillonnage est réalisé correctement, que la taille de l’échantillon est respectée et que la méthode d’analyse suit la procédure.

3. Cassure de poudre : comment réduire la casse des poudres dans un mélangeur

Observation	Cause	Action
Taux élevé de casse de poudre pendant le mélange	Vitesse de mélange trop élevée	Particulièrement pour les mélangeurs convectifs, assurez-vous que la vitesse de l’agitateur est conforme aux spécifications du fabricant
	Temps de mélange trop long	Optimiser le temps de mélange pour réduire la durée pendant laquelle les solides sont soumis aux cisaillements dans le mélangeur
	Type de mélangeur inadapté	Certains mélangeurs, par conception, sont plus doux que d’autres. Les mélangeurs à ruban ou les mélangeurs à cisaillement provoquent généralement une casse moyenne à élevée des poudres. Cependant, les mélangeurs rotatifs ou les mélangeurs à pales doubles, lorsqu’ils sont utilisés correctement, seront beaucoup plus doux, entraînant un faible niveau de casse. Le choix du mélangeur doit donc également être fait en fonction du niveau de casse attendu

4. Temps de vidange long : comment vidanger un mélangeur plus rapidement

Observation	Cause	Action
Le mélangeur met trop de temps à se vidanger	L’agitateur n’est pas en marche pendant la vidange	Démarrer l’agitateur pendant la vidange, pour les mélangeurs à ruban, à pales ou à cisaillement, facilite la vidange. Cependant, la vitesse doit rester inférieure à la vitesse ATEX. Un équilibre doit être trouvé entre l’absence d’agitation et la vitesse ATEX. Une vitesse trop faible entraînera un temps de vidange long, tandis qu’une vitesse trop élevée empêchera la poudre de s’écouler. La vidange doit également être optimisée en termes de quantité de poudre restant dans le mélangeur. Il est parfois préférable de laisser 5 kg dans un grand mélangeur, qui seront mélangés avec le lot suivant, plutôt que de perdre 1 minute à tenter de les récupérer – sauf en fin de production.

5. Temps de cycle long : comment augmenter la capacité du mélangeur

Observation	Cause	Action
Temps de cycle trop long	Temps de dosage trop long vers le mélangeur	Le temps de cycle est composé de plusieurs étapes, y compris le chargement du mélangeur. Si cette étape inclut également un dosage, cela peut allonger le temps de cycle. Vérifiez s’il est possible d’optimiser la vitesse de dosage ou de modifier le procédé pour obtenir un gain en temps masqué par dosage en parallèle ou pendant des étapes non critiques, ou utiliser un système de dosage par perte de poids directement vers le mélangeur