Granulateur à pales : un atout pour la fluidité et la performance industrielle

La gestion des poudres prises en masse et des blocs est un enjeu majeur dans divers secteurs industriels tels que la chimie, l'agroalimentaire, la pharmacie et le BTP.

L’impact des amas et blocs de poudre sur les processus de production peut être significatif, entraînant des risques de blocage des équipements en aval, des problèmes d’homogénéité des formulations et des enjeux de sécurité pour les opérateurs.

Pour répondre à ces défis, plusieurs solutions industrielles de réduction granulométrique existent, notamment l’émottage, le broyage, le tamisage et la granulation.

Dans ce contexte, le granulateur à pales se positionne comme un équipement clé permettant un calibrage maîtrisé et efficace des poudres et granulés.

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Pour en savoir plus sur le fonctionnement, vous pouvez consulter cette vidéo explicative :

1.1. Les défis liés aux poudres prises en masse et aux blocs compacts

Dans de nombreuses industries, les matières en vrac subissent des modifications physiques au cours de leur système de stockage ou de leur transport. Des facteurs tels que l'humidité, la pression et la durée de stockage favorisent la formation de blocs solides, nuisant à la fluidité du produit et à son utilisation dans la suite du process de la machine.

Exemples concrets par secteur :

• Agroalimentaire : le sucre, le sel ou le cacao ont tendance à former des blocs durs lorsqu'ils absorbent l'humidité.
• Chimie : certaines poudres polymères, résines ou sels industriels se compactent sous l'effet de la pression.
• Pharmaceutique : les principes actifs sous forme poudreuse peuvent s'agglomérer et rendre le dosage difficile.

Dans ces cas, un traitement de réduction granulométrique est indispensable pour assurer un bon écoulement et éviter le blocage de machine dans les lignes de production.

1.2. Conséquences d’un mauvais calibrage granulométrique

L’absence d’une bonne gestion de la granulométrie entraîne plusieurs problèmes :

• Blocage des installations : des masses solides peuvent obstruer les trémies, convoyeurs, doseurs.
• Difficultés d’écoulement : les blocs de produit pris en masse peuvent être “enchevêtrés” et créer des blocages ne permettant pas l’écoulement du produit.
• Mauvaise qualité du produit fini : une poudre non homogène peut altérer la texture d'un produit final. Des phénomènes de “grumeaux” peuvent compliquer les actions de mélanges, de dispersion ou d’incorporation dans des bases liquides.
• Problèmes de manipulation : dans un circuit de transfert pneumatique, des blocs trop gros peuvent provoquer des obstructions dans les tuyauteries.

1.3. Les différentes méthodes de réduction des blocs

Il existe plusieurs solutions pour traiter les matériaux pris en masse dans une machine :

• Émottage : fragmentation des amas pour retrouver une granulométrie homogène. Les émotteurs à couteaux, composés de deux arbres rotatifs munis de dents, réalisent un cassage grossier des blocs de poudre pouvant atteindre jusqu’à 700 mm de longueur. L’émotteur permet d’obtenir des fragments maximum de 10 mm. Les débits de traitement sont élevés.
• Granulation : passage des blocs à travers une grille calibrée pour obtenir une granulométrie uniforme. Les granulateurs à pales permettent une réduction contrôlée en limitant la production de fines. La granulométrie de sortie minimale peut atteindre 1 à 2 mm. Les débits de traitement sont plus faibles que pour les émotteurs, du fait de l’action de forçage.
• Broyage : transformation des particules de poudre. Contrairement aux granulateurs, les broyeurs (broyeurs à broches, à marteaux) réalisent une action de cisaillement plus intense pour atteindre des granulométries de 50 à 100 microns. Nous parlons alors de réduction granulométrique.

Le granulateur à pales se distingue par sa capacité à réduire les blocs tout en préservant une granulométrie contrôlée, sans créer trop de fines particules inutilisables. Il est couramment utilisé dans les secteurs de la chimie et de l’agroalimentaire pour calibrer des produits comme le sel ou le sucre après stockage.

2.1. Principe de fonctionnement du granulateur à pales

Le granulateur à pales est conçu pour assurer un calibrage homogène des poudres prises en masse dans le système. Son fonctionnement repose sur un arbre unique équipé de plusieurs pales qui forcent la matière à passer à travers une grille calibrée. Cette grille peut être ajustée en fonction de la granulométrie souhaitée, avec des ouvertures variant généralement de 50 mm à 2 mm.

Contrairement aux émotteurs, qui réalisent un cassage grossier, le granulateur affine la granulométrie sans générer un excès de fines, ce qui le rend particulièrement adapté aux secteurs nécessitant un produit calibré pour une manipulation ou un traitement ultérieur.

2.2. Avantages des granulateurs à pales

L’un des principaux atouts des granulateurs à pales réside dans leur capacité à offrir un calibrage précis et uniforme des particules. Le produit fini présente une granulométrie homogène, évitant ainsi les variations de taille pouvant nuire aux étapes de production suivantes.

De plus, en limitant la présence de particules fines, ces équipements réduisent considérablement les risques de colmatage des trémies, doseurs et systèmes de transfert pneumatique.

Ces machines sont également polyvalentes : elles sont capables de traiter aussi bien des produits secs que légèrement humides, ce qui les rend adaptées à une grande variété d’applications industrielles.

Contrairement aux broyeurs, qui peuvent trop réduire la taille des particules et altérer leurs propriétés physiques, les granulateurs à pales assurent une réduction maîtrisée, préservant ainsi les caractéristiques du produit traité.

2.3. Applications industrielles spécifiques

Les granulateurs à pales sont utilisés dans divers secteurs industriels pour faciliter la manipulation des poudres et optimiser les processus en aval.

• Industrie chimique : traitement efficace des poudres hygroscopiques et des sels industriels compactés, garantissant une manipulation fluide et sans obstruction dans la machine.
• Agroalimentaire : transformation de produits comme le sel ou le sucre pour assurer un écoulement fluide et régulier tout au long du processus de fabrication.
• Pharmaceutique : le calibrage précis est essentiel pour la production de comprimés et gélules. Le granulateur à pales garantit une taille homogène des particules, facilitant ainsi les processus de dosage et de mise en forme.

Grâce à sa robustesse et sa flexibilité, cet équipement s’impose comme un élément clé dans l’optimisation des chaînes de production industrielles.

3.1. Critères de sélection essentiels

Le choix d’un granulateur à pales doit prendre en compte plusieurs facteurs au cours du processus.

• Nature du produit traité : la dureté, l’humidité et l’abrasivité influencent le type de grille et la vitesse de rotation nécessaires.
• Débit et cadence de production : l’équipement doit être dimensionné pour répondre aux besoins de l’usine et éviter tout ralentissement du processus.
• Normes d’hygiène et de sécurité : critère clé pour les industries agroalimentaire et pharmaceutique, nécessitant une conformité aux réglementations (ATEX, FDA).

3.2. Options et configurations disponibles

Les granulateurs à pales existent en versions standards ou sur mesure, selon les exigences du process industriel.

• Équipés de grilles interchangeables pour s’adapter aux variations de granulométrie.
• Intégration de systèmes de nettoyage en place (NEP) pour un entretien facilité et un respect des normes sanitaires.
• Possibilité d’ajout de dispositifs de contrôle automatisés pour un suivi en temps réel et une efficacité accrue.
• Compatibilité avec d’autres équipements de réduction granulométrique comme les tamiseurs et broyeurs.

3.3. Étude de cas : secteur de la chimie, fabrication de colles et adhésifs

Dans l’industrie de la chimie, la fabrication de colles et adhésifs implique la manipulation de matériaux comme la résine et le caoutchouc naturel. Ces matières, stockées en sacs, ont tendance à se compacter et à former des blocs solides, compliquant leur incorporation dans les réacteurs.

Problème rencontré : les sacs de résine et de caoutchouc naturel se compactaient, formant des blocs qui obstruaient la vis de transfert inclinée alimentant les réacteurs de colles. Cette obstruction perturbait le flux de production et compliquait le mélange dans les réacteurs, entraînant la formation de grumeaux.

Solution Palamatic Process : un système de vidange de sacs équipé d’un granulateur GR50 et d’une vis inclinée en auge a été mis en place.

Avantages du granulateur GR50 :

• La vitesse de rotation faible du granulateur évite la création excessive de fines particules, qui pourraient se déposer sur les équipements en aval et perturber leur fonctionnement.
• Facilite l’incorporation des matières premières dans les réacteurs, garantissant un mélange homogène et limitant les interruptions du process de fabrication.

Un fabricant de produits chimiques devait traiter des poudres hygroscopiques qui avaient tendance à former des blocs lors du stockage. L’installation d’un granulateur à pales avec grille de calibrage ajustable a permis d’obtenir une poudre homogène, facilitant ainsi son écoulement et son dosage. Cette solution a non seulement amélioré la fluidité du process, mais aussi réduit les arrêts de production dus aux obstructions.

Le granulateur modifie-t-il la structure des particules traitées ?

Non, contrairement au broyeur qui cisaille et réduit considérablement la taille des particules, le granulateur à pales permet simplement de retrouver la granulométrie de départ des matières en brisant les blocs formés sans altérer la structure des particules.

Quelle est la différence entre un granulateur à pales et un émotteur ?

Un émotteur réalise un cassage grossier des blocs en morceaux plus petits mais irréguliers, tandis qu’un granulateur à pales affine la granulométrie de manière plus homogène grâce à une grille de calibrage, garantissant un produit final plus uniforme.

Quels sont les principaux avantages d’un granulateur à pales par rapport à un broyeur ?

Le granulateur à pales fragmente les blocs de manière contrôlée sans générer un excès de fines, tandis que le broyeur réalise un cisaillement plus intense, réduisant les particules à des tailles bien plus petites.

Quels types de poudres peuvent être traités avec un granulateur à pales ?

Les granulateurs à pales sont adaptés aux poudres compactes, légèrement humides ou hygroscopiques, couramment utilisées dans les industries de l’agroalimentaire, la chimie et la pharmacie.

Comment choisir le bon granulateur à pales ?

Le choix dépend de plusieurs critères :

• Nature de la poudre : dureté, humidité, abrasivité.
• Taille de granulométrie souhaitée : grille de calibrage ajustable.
• Débit de production : capacité de traitement adaptée aux besoins industriels.
• Conformité aux normes : respect des réglementations sanitaires ou ATEX selon le secteur d’activité.

Le granulateur à pales est une solution incontournable pour retrouver des poudres facilement manipulables dans les process avals. En fragmentant les blocs sans altérer la structure des particules, il garantit un flux de production fluide et réduit les risques d’obstruction des équipements de transfert et de dosage.

Son utilisation permet d’améliorer la qualité du produit tout en facilitant son incorporation dans les étapes suivantes de fabrication.

Grâce à sa flexibilité et son efficacité, il trouve sa place dans divers secteurs industriels.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l’intégration d’un granulateur à pales dans votre process, contactez nos experts Palamatic Process pour une étude personnalisée de vos besoins.