1. Définition du prémélange et du pré-mélange

Les prémélanges et pré-mélanges sont très répandus dans l'industrie des poudres. De nombreux procédés utilisent en réalité une partie des matières nécessaires au mélange sec sous forme de prémélange ou de pré-mélange.

Un prémélange, ou pré-mélange, est composé de plusieurs constituants qui ont été mélangés ensemble à l'avance. Le mélange résultant devient alors un ingrédient unique, le prémélange ou pré-mélange, lorsqu'il est dosé dans l'étape finale de mélange d'un procédé. Les prémélanges sont généralement constitués d'un ou plusieurs ingrédients mineurs mélangés avec un ingrédient majoritaire, appelé *support* (*carrier*).

Les termes *prémélange* et *pré-mélange* sont souvent confondus et utilisés indifféremment. Parfois, la distinction suivante est établie : un *prémélange* désigne un mélange réalisé sur site par le même fabricant que celui du produit final, tandis qu'un *pré-mélange* désigne un mélange réalisé par un autre fournisseur et acheté par le fabricant du produit final.

2. Pourquoi prémélanger ?

Le prémélange est une étape supplémentaire du procédé qui, en apparence, ajoute de la complexité. Pourquoi ne pas simplement mélanger tous les composants ensemble dans un seul mélangeur ?

Il existe en réalité 2 raisons principales de décider de fabriquer un prémélange ou un pré-mélange :

• Le nombre d'ingrédients est trop élevé : au lieu d'avoir, par exemple, 5 systèmes de dosage pour les ingrédients mineurs vers le mélangeur principal, un prémélange est réalisé afin qu'un seul dosage soit nécessaire pour le prémélange.
• La quantité d'ingrédient par lot est trop faible et ne peut pas être dosée de manière fiable, ou ne peut pas être mélangée efficacement : le prémélange présente l'avantage de diluer les ingrédients mineurs et de les rendre plus faciles à doser, puis à disperser et mélanger. Par exemple, si un lot nécessite 20 g d'un composant pour être réalisé automatiquement, il peut être préférable d'envisager un prémélange où ce composant a été dilué 5 fois, de sorte que 100 g du prémélange (contenant 20 g du composant) soient dosés.

3. Comment prémélanger ?

Un prémélange est réalisé avant l'étape finale de mélange. De nombreuses configurations industrielles peuvent être rencontrées dans le secteur des solides divisés, mais les plus courantes sont les suivantes :

• Processus manuel : si la quantité à produire est faible et que la sécurité le permet, les ingrédients sont simplement pré-pesés et mélangés manuellement, généralement dans un mélangeur rotatif tel qu'un mélangeur à tambour, mélangeur en V ou mélangeur en IBC (*Intermediate Bulk Container*). Le produit est ensuite conditionné en sacs, puis reversé dans le procédé final, ou, dans le cas d'un IBC, le conteneur est connecté au procédé principal et déchargé.
• Processus automatique : le prémélange devient alors une sorte de système de mélange secondaire directement intégré à la ligne principale du procédé. Les ingrédients sont dosés automatiquement, mélangés, puis transférés par gravité ou par transport pneumatique vers une trémie depuis laquelle le procédé principal prélève le prémélange selon ses besoins. La qualité de mélange du prémélange n'est pas toujours très exigeante, donc des mélangeurs à ruban sont souvent utilisés pour ce type de procédé.

Les prémélanges doivent être dosés dans une étape principale de mélange. L'homogénéité requise pour le prémélange est donc généralement moins stricte que celle exigée pour le mélange final. L'objectif d' homogénéité pour le prémélange dépendra de la quantité finalement dosée. Plus celle-ci est importante, moins la qualité de mélange doit être élevée (ou plus le coefficient de variation (CV) ciblepeut être grand). Cela s'explique par le fait que, même en cas d'hétérogénéités dans le prémélange, plus la portion dosée est grande, plus les chances d'obtenir la quantité correcte de composants dans la dose sont élevées.

5. Support (*Carrier*)

Il est souvent nécessaire de diluer les ingrédients mineurs constituant la partie active du prémélange avec un autre constituant, présent en quantité bien plus importante, qui permettra ainsi d'obtenir un poids significatif de prémélange à doser dans l'étape finale. Ce constituant majoritaire est appelé *support* (*carrier*) et peut être, dans le cas des industries alimentaires, du sucre ou tout autre composant nécessaire en grande quantité dans la formulation, facile à manipuler et présentant une bonne aptitude à l'écoulement.