Technique de séchage
Le sécheur broyeur DMR de Hosokawa Micron est une technologie qui associe le séchage, le broyage et la séparation par air en une seule installation. Le DMR permet de produire en quelques secondes une poudre ultrafine avec une granulométrie très fine à partir d'un matériau de base humide. Par conséquent, cet appareil offre une alternative économique aux tours d'atomisation ou autres sécheurs.
Afin de rester concurrentiel lors de la production de poudres sèches avec des procédés humides, il est important d'économiser l'énergie au maximum. Le meilleur moyen d'y parvenir est de réduire au minimum la quantité d'eau destinée à l'évaporation. En effet, le séchage thermique consomme, de par sa nature, beaucoup plus d'énergie que la déshydratation mécanique. C'est pourquoi la première phase du procédé de séchage est généralement une étape de centrifugation ou de filtration. Ensuite, le produit déshydraté mécaniquement doit être séché. La forme du produit à sécher peut relativement varier selon plusieurs facteurs tels que la taille, la forme et la solubilité des particules. Dans la pratique, cela varie de pâtes visqueuses à des gâteaux de filtration friables.
Séchage thermique
Le choix du procédé de séchage thermique dépendra ensuite d'un ensemble de facteurs, comme la nature du produit à sécher, mais aussi l'espace disponible, les procédés en aval et les conventions au sein du marché concerné. Si le choix se porte sur le séchage flash (au lieu du séchage à tapis par ex.), un choix supplémentaire devra être fait entre tous les systèmes disponibles. Les deux grandes formes de séchage flash sont le séchage pneumatique et le séchage par atomisation.
Séchage pneumatique et par atomisation
Dans le cas du séchage pneumatique, le produit à sécher est injecté dans un flux d'air chaud. Il sèche instantanément et est ensuite isolé de l'air sec dans un cyclone. Une partie du produit séché peut éventuellement être ajouté à l'alimentation humide pour optimiser le procédé de séchage. Dans un sécheur par atomisation, une pâte visqueuse est pulvérisée dans une tour sous pression par des buses ou divisée par de l'air comprimé ou par un disque mécanique. Les gouttelettes sèchent pendant leur chute pour devenir de petites particules qui sont recueillies et évacuées au bas de la tour. Cette méthode de séchage nécessite une certaine fluidité de la pâte à sécher. Il est même parfois nécessaire d'ajouter de l'eau à la pâte pour améliorer l'atomisation. Il ressort clairement qu'une déshydratation mécanique suivie par une dilution pour pouvoir procéder au séchage implique un gaspillage énergétique considérable.
Sécheur broyeur DMR
Il est préférable de sécher directement le produit à sécher, même s'il s'agit d'un gâteau de filtration friable. Pour ce type d'opérations, Hosokawa Micron a développé le sécheur broyeur DMR, une technologie qui regroupe le séchage, le broyage et la séparation par air en une seule installation. Le DMR peut être alimenté de différentes façons, notamment avec système à double vis. Le produit est alors introduit dans la chambre de broyage où un rotor réduit directement le matériau. Une grande surface de contact apparaît alors, ce qui permet un séchage rapide. Un flux d'air chaud fluidifie et sèche les particules. Les particules sèches et légères sont alors entraînées dans le flux d'air et peuvent passer dans la roue de sélection en partie haute de l'installation. Les particules encore humides, et donc plus lourdes, retombent dans la chambre de séchage jusqu'à ce qu'elles soient sèches. Les particules emmenées par l'air circulant sont séparées du flux d'air à l'aide d'un cyclone ou d'une installation de filtration par exemple. Le DMR permet de produire en quelques secondes une poudre ultrafine avec une granulométrie très fine à partir d'un matériau de base humide.
Paramètres du procédé
Différents paramètres peuvent être modifiés pour contrôler la performance du DMR. Ainsi, il est possible de modifier la vitesse et la température du flux d'air chaud (jusqu'à 650°C) en fonction de la température de sortie. Le taux d'humidité final des particules peut également être modifié en changeant la vitesse de rotation de la roue de sélection. Un autre paramètre réglable du procédé est le nombre de tours du rotor broyeur. Plusieurs rotors peuvent être utilisés en fonction de la nature du produit à sécher. Cela permet également d'éviter l'accumulation du produit dans la chambre de broyage. La performance du DMR peut ainsi être optimisée pour chaque application spécifique et n'avoir qu'une seule machine pour sécher une multitude produits différents. Le DMR est facilement accessible pour le nettoyage, l'inspection et l'entretien. De plus, l'installation est compacte comparativement aux autres systèmes de séchage d'une capacité similaire.
Exponentiel
Le DMR est non seulement utilisé dans les nouveaux procédés de séchage, mais il peut aussi offrir une alternative qui permet de gagner du temps et d'économiser de l'énergie par rapport aux tours d'atomisation existantes. Ceci est principalement lié au fait qu'il est possible de sécher des produits ayant une teneur en matières solides élevée. L'intérêt devient alors évident lorsqu'on réalise que la quantité d'eau à faire évaporer augmente de manière exponentielle avec le pourcentage d'humidité du produit. Le calcul suivant le prouve. Pour fabriquer 100 kg de poudre sèche avec un produit ayant un taux d'humidité de 60 %, il faut évaporer 150 kg d'eau. Cependant, si le produit a un taux d'humidité de 20 %, il ne faut évaporer que 25 kg d'eau pour obtenir 100 kg de poudre sèche.
