Comment un sécheur par atomisation transforme une alimentation liquide en poudre sèche en quelques secondes, et comment le choix de l'atomiseur, de la chambre et de la récupération façonne le produit fini.
Un sécheur par atomisation transforme une alimentation liquide ou en suspension en poudre sèche en une seule étape continue, en l’atomisant en fines gouttelettes et en mettant ces gouttelettes en contact avec un flux d’air chaud. Chaque gouttelette ayant une surface énorme par rapport à son volume, l’humidité s’évapore en quelques secondes, avant que la particule n’ait le temps de surchauffer : ce qui fait de l’atomisation la méthode de choix pour les produits sensibles à la chaleur qui se dégraderaient avec des méthodes de séchage plus lentes. Le résultat est une poudre fluide dont la taille et la morphologie des particules dépendent presque entièrement de la façon dont l’alimentation a été atomisée et dont elle a rencontré l’air de séchage, ce qui explique pourquoi l’essentiel de l’attention technique porte sur l’atomiseur et la chambre, et non sur la source de chaleur.
L’atomiseur détermine la distribution de la taille des gouttelettes, et cette taille détermine en fin de compte la granulométrie, la densité apparente et la solubilité de la poudre. Un atomiseur rotatif (un disque ou une roue tournante en haut de la chambre) projette l’alimentation vers l’extérieur par force centrifuge et constitue le choix courant pour les alimentations à haute capacité, abrasives ou visqueuses, car il tolère une large gamme de propriétés d’alimentation sans se boucher. Les atomiseurs à buse, qu’il s’agisse de buses à pression forçant l’alimentation à travers un petit orifice ou de buses à deux fluides la cisaillant avec de l’air comprimé, produisent un spectre de gouttelettes plus étroit et généralement plus fin, et sont préférés lorsqu’une spécification granulométrique plus stricte importe plus que le débit brut. Le choix entre les deux est l’une des premières décisions dans le dimensionnement d’un sécheur, car il détermine aussi le diamètre de chambre nécessaire pour que les gouttelettes sèchent avant d’atteindre la paroi.
La chambre de séchage doit offrir à chaque gouttelette un temps de séjour suffisant dans l’air chaud pour sécher complètement avant de toucher une surface, sinon le produit colle et s’accumule sur les parois. Le flux co-courant, où l’alimentation et l’air chaud entrent ensemble par le haut, expose d’abord les gouttelettes humides à l’air le plus chaud et constitue la configuration standard pour les produits alimentaires et pharmaceutiques sensibles à la chaleur, l’air ayant déjà refroidi lorsque la particule presque sèche y est exposée. Les configurations à contre-courant et à flux mixte exposent le produit à un air plus chaud plus tard dans son parcours de séchage, ce qui améliore l’efficacité thermique mais ne convient qu’aux alimentations pouvant tolérer des températures terminales plus élevées. La géométrie de la chambre (l’angle du cône à la base, le rapport diamètre/hauteur) est déterminée à partir du profil de pulvérisation de l’atomiseur et de la cinétique de séchage de l’alimentation, afin que la trajectoire des gouttelettes dégage les parois avant la fin du séchage.
L’air quittant la chambre transporte encore une grande partie des fines, la récupération constitue donc une deuxième étape de traitement et non une réflexion après coup. Un séparateur cyclonique élimine la majeure partie de la poudre entraînée par séparation centrifuge et est standard sur la plupart des installations ; un filtre à manches ou un laveur humide en aval du cyclone capture la fraction plus fine que le cyclone ne peut séparer, ce qui compte à la fois pour le rendement du produit et pour le respect des limites d’émission de particules. Sur de nombreuses lignes, les fines collectées en aval sont renvoyées vers la zone d’atomisation pour s’agglomérer avec de nouvelles gouttelettes, ce qui améliore les propriétés d’écoulement et de reconstitution de la poudre finie.
L’atomisation est la méthode standard pour la poudre de lait et de lactosérum, les extraits de café et de thé instantanés, et une large gamme d’ingrédients alimentaires où l’objectif est une poudre stable et facilement reconstituable. Elle est tout aussi établie dans la fabrication de détergents pour produire des bases en poudre, et dans la production pharmaceutique et de chimie fine pour sécher des principes actifs et excipients qui ne peuvent tolérer les températures ou temps de séjour du séchage sur plateaux ou rotatif.
Makfen conçoit et fabrique des sécheurs par atomisation, y compris l’atomiseur, la chambre de séchage, la tuyauterie et le train de récupération à cyclone ou filtre à manches, en construction inox dimensionnée selon les propriétés de l’alimentation et la spécification produit de l’usage prévu.
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À PROPOS
Makfen est un fabricant d’équipements de process et une société d’ingénierie fo [...]
