Mélangeur et agitateur industriel : Les principes de bases

Le principe de fonctionnement d’un agitateur industriel

Les industries qui élaborent un produit par synthèse ou mélange (l’industrie chimique, le traitement de l’eau, la pharmaceutique, etc.) ont recours à l’utilisation des agitateurs ou mélangeurs industriels. Le mélangeur industriel, aussi appelé pétrin ou malaxeur, situé dans une cuve de mélange industriel en acier inoxydable, permet de travailler et pétrir une grande capacité de matières premières. Le type de malaxeur mélangeur varie cependant selon la phase du produit (liquide, solide ou gazeuse) ; ou selon sa viscosité. Il existe plusieurs outils de malaxage : l’agitateur mécanique rotatif, le mélangeur statique, à cuve tournante type bétonnière, etc.

L’agitation est réalisée par la mise en mouvement de la phase liquide. Il existe alors deux cas de figure. Premièrement, la masse est composée de différentes substances et l’opération vise à l’homogénéiser ou à mettre en contact des réactifs pour qu’ils réagissent plus efficacement. Deuxièmement, il s’agit déjà d’un mélange homogène et l’opération d’agitation vise à réaliser un transfert thermique ou un maintien de particules solides en suspension.

Comment ça marche ? L’agitateur est constitué d’un moteur électrique, parfois doté d’un réducteur de vitesse, d’un dispositif de guidage de l’arbre, d’un arbre et d’un mobile d’agitation. Si l’opération a lieu sous haute pression ou à haute température, l’agitateur est muni d’un dispositif d’étanchéité autour de l’arbre traversant la cuve. Si l’arbre est relativement long – au-delà de 10m – il peut être guidé par des paliers situés au fond de la cuve.

L’agitation du liquide est réalisée par un mobile qui peut générer le déplacement du liquide caractérisé par la vitesse de fluide et sa direction. Il peut également provoquer de la turbulence, c’est-à-dire une variation erratique, spatiale et temporelle des vitesses locales ou encore du cisaillement, créé par un gradient de vitesse entre deux filets de fluides.

Il est essentiel en cuverie d’opter pour des agitateurs parfaitement adaptés de manière à obtenir un bon débit de pompage, une faible dissipation d’énergie, peu de cisaillement et une faible intensité de turbulence. Ce sont les hélices – ou pales profilées – qui donnent ce mouvement entrant et sortant axial. Notez que les turbines à pales droites ou inclinées génèrent du cisaillement, de la turbulence ; et exigent 10 à 20 fois plus d’énergie que l’hélice.

À quoi sert un agitateur industriel ?

Les agitateurs sont essentiels à l’élaboration de produits finis dans bien des secteurs industriels. Dans l’industrie chimique, les cuves avec agitateurs sont utilisées dans l’élaboration des produits liquides, pâteux ou visqueux. Dans le secteur du papier, où la qualité de la pâte et son homogénéisation déterminent directement la qualité du produit fini, la conception de cuves adaptées est une véritable nécessité.

Dans l’industrie agroalimentaire par exemple, les cuves sont essentielles à la fabrication de produits laitiers, d’alcools, de jus de fruit, etc… L’étape du mélange doit se dérouler en évitant toute altération de la texture ou de la qualité des ingrédients. Dans l’industrie de l’alimentation animale, l’enjeu est de s’assurer que l’équilibre du mélange de produits est bien respecté.