Mélange en ligne

Procédés de mélange en ligne

Des difficultés de mélange peuvent survenir lors de modifications même minimes du procédé de fabrication. Ces variantes peuvent modifier la viscosité des solutions pouvant avoir un effet sur la période de temps nécessaire à l’obtention d’un mélange complet.

Les industriels ont tendance à augmenter largement le temps de mélange par sécurité afin de contrecarrer des difficultés établies. Cette méthode implique une perte de productivité et une augmentation de la quantité d’énergie nécessaire au procédé de mélange.

Le mélange en ligne est largement pratiqué dans de nombreuses industries comme celles du papier, de l’alimentaire et de la pétrochimie. Il existe deux techniques principales de mélange en ligne :

• par mélangeur statique
• par agitateur

Chaque technique offre différents avantages en terme de productivité, de consommation énergétique optimale et perte de charge relative, à l’intérieur du mélangeur.

Dans le cas de mélangeurs statiques, le facteur déterminant est le nombre d’éléments et la longueur totale du mélangeur, bien que d’autres facteurs existent comme le point d’injection, le débit d’écoulement et la variation des propriétés physiques des ingrédients.

Comme pour les procédés de mélange discontinus, la détermination de la fin du mélange est un point important.

La tomographie électrique apporte des données quantitatives quant aux caractéristiques d’un procédé de mélange.

L’index de mélange σ est calculé de la manière suivante:

C1i= conductivité du pixel i dans le tomogramme 1
C1= conductivité moyenne dans le tomogramme 1
C2i= conductivité du pixel i dans le tomogramme 2
C2= conductivité moyenne dans le tomogramme 2
N= le nombre de pixels dans un tomogramme

Par exemple :
Pas de mélange C1i=C2 σ 1= σ 2 σ =0
Mélange parfait C2i=C2 σ 2=0 σ =100

Cette technique peut être utilisée pour :

• optimiser les conditions de mise en place
• ajuster les taux de mélange pour les changements de matières premières

Applications :

• Liquide-Liquide / Solide-Liquide / Gaz-Liquide
• Echelle Laboratoire / Pilote / Production
• Par lots / Semi-progressif

La tomographie électrique peut être également utilisée pour échantillonner en continu le long du conduit permettant un suivi en ligne de la qualité de production afin de valider que le mélange des ingrédients est conforme aux régulations concernées.

Le système généralement utilisé pour la visualisation du mélange en ligne est le p2+ à 2 capteurs. L’instrument est portable et peut être facilement transporté d’un plant à l’autre pour l’optimisation des procédés.

Dans le cas de mélanges de matières organiques, le m3000 est utilisé.

Dans le cas de procédés de mélange rapides (tel que le mélange aux jets fréquemment utilisé pour la production des nanoparticules), le z8000 peut être utilisé. Le z8000 peut acquérir jusqu'à 1000 images par seconde fournissant des informations sur les caractéristiques des écoulements qui changent fréquemment/rapidement. Cette technique permet d’obtenir une réaction plus homogène et d’améliorer la qualité des nanoparticules produites.

Des capteurs circulaires en ligne sont disponibles pour la visualisation de ce type de mélanges

Valeur ajoutée:

• Détermination du temps de mélange optimal

• Détermination du temps de résidence

• Meilleurs rendements / meilleure qualité en réagissant proactivement

Inline mixing - standard deviation and conductivity graphs

"Les capteurs en ligne ERT sont utilisés en tant qu'outils d'optimisation en ligne afin d'accroitre les rendemements et améliorer la qualité de production".

Inscrivez-vous pour accéder aux cas pratiques "Mixing" disponibles en anglais dans la section download sur la droite.

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Publications:

Mann, R, Dickin, FJ, Wang, M, Dyakowski, T, Williams, RA, Edwards, RB, Forrest, AE and Holden PJ (1997) Application of Electrical Resistance Tomography to Interrogate Mixing Processes at Plant Scale, Chemical Engineering Science, Vol. 52, No. 13, pp 2087-2097

Stephenson, D., Cooke, M., Kowalski, A. and Yorke, T.A. (2007) Determining jet mixing characteristics using electrical resistance tomography, Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 18, No. 5-6, pp 204-210

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In the Press:

•  The Chemical Engineer Feb 2009 - Seeing is believing

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