Dans de nombreux processus, les agitateurs jouent un rôle beaucoup plus important qu'il n'y paraît.
Traitement de l'eau, énergie, mines, chimie, industrie alimentaire, etc. Quel que soit le secteur, une bonne agitation est synonyme de bons résultats.
Un agitateur bien conçu n'est pas qu'un simple équipement : Il peut améliorer l'ensemble de votre processus de production.
Les agitateurs industriels accélèrent les phénomènes de transfert : le Transfert de chaleur et le Transfert de masse. Ils injectent de l'énergie et du mouvement dans le fluide.
Ce mouvement est à l'origine de toutes les opérations rencontrées dans les différents procédés : mélange, dissolution, dilution, réaction, stabilisation, chauffage, refroidissement et séparation.
Voici les principaux phénomènes physicochimiques et applications associées pour lesquels les agitateurs sont absolument indispensables.
Chacun est expliqué simplement à l'aide d'exemples du quotidien et d'applications industrielles.
Le transfert de température décrit la manière dont la température se propage au sein d'un système. Une répartition inégale de la température peut limiter l'efficacité du processus, même lorsque la capacité de chauffage ou de refroidissement est suffisante.
À l'intérieur d'un réservoir, d'un réacteur ou d'une cuve de stockage, le chauffage ou le refroidissement est rarement uniforme. Pour obtenir un environnement thermique uniforme, il faut homogénéiser la température.
➝ Optimisation des processus, amélioration de la qualité et de l'homogénéité des produits sans pertes, réduction des dépenses énergétiques.
Le transfert de masse décrit la manière dont les substances se diffusent au sein d'un système. Il repose sur deux principaux phénomènes physico-chimiques : la dilution et la dispersion. Tous deux reposent sur un mélange efficace.
La dilution est la réduction de la concentration du produit.
En ajoutant un liquide, généralement de l'eau ou un solvant, un liquide trop concentré est dilué.
Un agitateur permet de répartir uniformément le produit.
➝ Concentration constante, sur l'ensemble du lot, lot après lot.
Le mélange est l'application la plus courante qui s'appuie sur la dilution.
Le mélange est la combinaison de deux ingrédients, ou plus, pour créer un produit uniforme :
Des ingrédients au produit final, le mélangeur assure l'uniformité du mélange.
➝ Qualité, texture, qualité et performance constantes et reproductibles.
La coagulation est un processus bien connu qui repose sur des mécanismes de dilution.
Dans le traitement de l'eau, la coagulation est un processus qui neutralise les charges négatives autour des particules. En neutralisant ces charges, les particules n'ont plus tendance à se repousser.
D'autre part, la coagulation fait généralement référence à la transition d'un système dispersé (liquide, suspension, colloïdes) vers un état plus solide ou aggloméré.
Le mélangeur crée les turbulences adéquates pour agréger les petites particules et former de petits flocs.
➝ Temps de traitement plus rapide, séparation améliorée et floculation plus propre ou traitement en aval.
Alors que la dilution est associée à la concentration, la dispersion détermine la manière dont les substances sont réparties.
Il s'agit d'un phénomène physico-chimique qui permet la distribution uniforme d'une phase dans une autre : le plus souvent par la dispersion de minuscules particules solides ou de gouttelettes dans un liquide.
Un agitateur crée le mélange en brisant les particules et en les répartissant uniformément.
➝ Stabilisation de la suspension dans le temps, amélioration de la qualité du produit fini.
L'émulsification, la dissolution, la dispersion de gaz et la suspension sont des applications typiques de la dispersion.
L'émulsification crée une formule stable entre deux liquides qui ne se mélangent pas normalement, comme l'huile et l'eau par exemple.
Un agitateur permet de diviser les grosses gouttelettes en minuscules gouttelettes, de stabiliser l'émulsion, d'assurer une texture uniforme et d'empêcher la séparation des phases.
➝ Émulsions stables et uniformes. Sans mélange, les liquides se séparent rapidement en couches.
La dissolution consiste à faire fondre un solide, ou un autre liquide, dans un liquide.
En maintenant le liquide et le solide en mouvement, les agitateurs augmentent le contact entre le liquide et le solide. Ce qui permet aux solides de se dissoudre plus rapidement et d'accélérer le processus.
➝ Une solution uniforme avec un temps de traitement plus court.
Certaines particules se déposent naturellement au fond de bassin ou de cuve. Cette accumulation nécessite un nettoyage régulier et a des effets négatifs considérables.
Les agitateurs maintiennent les particules en suspension, les empêchant de se déposer au fond.
➝ Suspensions stables, pas de risques de contamination, pas d'équipement endommagé, réduction des déchets, volume de réservoir utilisable à 100 %.
La floculation est un processus bien connu qui repose sur ce mécanisme.
Juste après la coagulation, la floculation permet la formation de flocs, dont la taille augmente grâce à l'ajout d'un floculant (le plus souvent un polymère).
Dans certains procédés, ces flocs peuvent être filtrés puis éliminés plus facilement. Dans d'autres, les flocs sont le produit final (comme les fromages !).
Grâce à une agitation douce et contrôlée, les mélangeurs à faible cisaillement préservent la structure des flocs et favorisent ainsi leur croissance .
➝ Moins de boues et des coûts de manutention réduits, préservation des flocs et de l'intégrité des produits sensibles, une efficacité optimale du processus, moins de consommation de produits chimiques.
Ces procédés sont largement utilisés dans les fermenteurs et les bioréacteurs.
L'aération consiste à injecter de l'air ou des bulles de gaz dans un liquide pour l'oxygéner ou éliminer les gaz indésirables. Il s'agit d'un procédé que l'on retrouve dans le traitement des eaux, l'agroalimentaire, les cosmétiques ou encore l'industrie pharmaceutique.
Un agitateur industriel aide à :
Exemples :
Les agitateurs augmentent considérablement l'efficacité dans les fermenteurs et réacteurs, ce qui permet d'économiser de l'énergie et du temps en réduisant la durée nécessaire.
➝ Amélioration du processus, économies à long terme, augmentation de la production.
