Les étapes de réaction, d'homogénéisation et de finition que traverse une ligne de production de graisse, et ce qu'elles exigent de l'équipement.
La graisse n’est pas simplement une huile épaisse : c’est une huile de base maintenue dans une structure semi-solide par un épaississant, le plus souvent un savon métallique formé par réaction d’un acide gras avec un hydroxyde métallique, bien que l’argile, le polyurée et d’autres épaississants non savonneux soient également utilisés pour des produits spéciaux. Sa production est un procédé en plusieurs étapes qui fait passer le mélange par une réaction à haute température, une étape d’homogénéisation qui fixe la texture finale de la graisse, et une séquence de filtration et de finition avant qu’elle ne soit prête à être conditionnée. Chaque étape impose une exigence différente à l’équipement, ce qui explique pourquoi une ligne de graisse ressemble moins à un réacteur unique qu’à une courte série de cuves conçues sur mesure.
La réaction centrale (saponification pour une graisse épaissie au savon, ou réactions de complexation et de couplage pour les graisses au complexe de lithium et autres graisses hautes performances) se déroule dans un réacteur agité et chemisé à température élevée, généralement dans la plage de 150 à 250 °C selon la chimie de l’épaississant, le profil exact étant contrôlé par une séquence définie de chauffage et de maintien plutôt que par un point de consigne unique. De nombreuses formulations nécessitent une étape sous vide en cours de cuisson pour éliminer l’eau de réaction et les composés légers volatils, de sorte que le réacteur est généralement conçu pour résister au vide comme à la pression et équipé d’une prise de vapeur et d’un condenseur. Le chauffage est généralement assuré par une chemise à huile thermique plutôt que par de la vapeur, car les températures de procédé en jeu dépassent ce qu’un système vapeur standard atteint aisément, et l’agitateur doit continuer à travailler un mélange dont la viscosité change considérablement à mesure que la structure de l’épaississant se forme.
La masse réagie sortant du réacteur est grossière et de structure irrégulière; c’est l’étape d’homogénéisation qui décompose les fibres d’épaississant ou les cristaux de savon en la structure uniforme et fine qui confère à la graisse finie sa texture et sa classe de consistance. Cela se fait à l’aide d’homogénéisateurs en ligne, de moulins colloïdaux ou de broyeurs à trois cylindres selon le produit, en travaillant la graisse sous cisaillement élevé tant qu’elle est encore assez chaude pour être malléable. La constance à ce stade est autant une question de répétabilité que de qualité : une graisse insuffisamment broyée est grumeleuse et inconstante d’un lot à l’autre, tandis que l’équipement de cisaillement lui-même doit être dimensionné en fonction de la viscosité de l’huile de base et de la charge en épaississant de la formulation spécifique.
Avant le conditionnement, la graisse passe par une filtration pour éliminer les particules non dissoutes, les grumeaux d’épaississant résiduels et toute contamination survenue pendant le traitement, la taille de maille du filtre étant définie par la spécification de propreté du produit : critique pour les graisses destinées aux roulements de précision ou aux applications hydrauliques. La désaération fait souvent aussi partie de cette étape, car l’air entraîné pendant le broyage à fort cisaillement affecte à la fois la consistance apparente de la graisse et sa stabilité au stockage. La graisse finie et filtrée est ensuite transférée vers une ligne de conditionnement, et comme la graisse est non newtonienne et ne s’écoule pas comme un liquide, la tuyauterie de transfert, les pompes et les têtes de remplissage doivent tous être dimensionnés pour un produit rhéofluidifiant et de haute viscosité, et non pour de l’huile.
Comme l’étape de réaction se déroule à chaud et parfois sous vide, et que le produit fini doit rester exempt de contamination, l’équipement en contact avec le produit est généralement construit en acier inoxydable, la chemise du réacteur étant conçue pour le service à l’huile thermique et isolée pour maintenir économiquement la température de procédé sur une cuisson de plusieurs heures. La tuyauterie, les vannes et les organes internes des pompes en aval sont spécifiés pour la nature abrasive et à haute viscosité de la graisse plutôt que pour un service liquide standard.
Makfen conçoit et fabrique des équipements de production de graisse et d’huile (réacteurs, systèmes d’homogénéisation et de filtration, ainsi que la tuyauterie et les équipements de transfert entre eux) en acier inoxydable et acier au carbone, selon les paramètres thermiques, de pression et de vide de la formulation prévue.
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À PROPOS
Makfen est un fabricant d’équipements de process et une société d’ingénierie fo [...]
