Granulation et agrandissement de la poudre en granulés

Les opérations d’agrandissement de la taille sont utilisées dans l’industrie du traitement des poudres avec différents objectifs, tels que l’amélioration de la manipulation et du flux, la réduction des pertes, la production de formes spécifiques, la réduction de la poussière, l’amélioration de l’uniformité du produit, l’amélioration de l’apparence, etc. Il existe plusieurs procédés d’agrandissement de la taille appelés compactage, granulation, encapsulation, pelletisation et agglomération. Certains de ces termes peuvent représenter la même opération mais ils sont généralement appliqués dans différents types d’industries.

Il existe deux grandes catégories d’agrandissement de la taille :

1) Les processus qui visent à contrôler les propriétés fonctionnelles, comme la granulation.

2) Les procédés qui visent la production de formes définies telles que les comprimés et les granulés.

Afin de contrôler/modifier les propriétés fonctionnelles des solides, nous appliquons un processus d’agrandissement de la taille comme la granulation, également appelée agglomération par culbutage. La granulation transforme un matériau en poudre en entités plus grandes, pour aboutir à un agrégat considérablement plus grand en taille et avec une structure poreuse. La méthode de granulation de base est appelée méthode d’agrandissement de la taille par culbutage, qui produit des agglomérats de forme approximativement sphérique par accumulation de fines particules solides pendant le culbutage. Ces granules résultants sont souvent faibles et nécessitent un matériau liant pour faciliter leur formation et pour atteindre une force finale décente. Ces granules plus gros s’écoulent plus librement et présentent moins de poussière par rapport aux matériaux en poudre parents. De plus, la matière granulaire est généralement plus facile à manipuler et présente un dosage aisé. La granulation évite également la ségrégation des mélanges de poudres puisque les particules individuelles de composition différente ne peuvent plus se déplacer librement. Dans la granulation/agglomération par culbutage, un facteur important de l’opération est la quantité de liquide liant, appelé liant, à ajouter dans le processus afin d’obtenir des agglomérats résistants et fonctionnels. D’autre part, la vitesse de rotation de l’unité de granulation est également cruciale. Une vitesse de rotation optimale doit garantir un temps suffisant pour favoriser l’interaction particule-particule et faciliter le processus d’agrandissement de la taille.

Les processus de granulation ont été utilisés pour résoudre les problèmes de poussière dans de nombreuses industries. Dans l’industrie alimentaire, les granulés à structure ouverte peuvent créer des caractéristiques de dispersion optimales pour de nombreuses poudres alimentaires fines, conduisant à des produits instantanés.

Lors de la granulation dans un granulateur à disque, pratiquement aucune force de cisaillement n’est appliquée aux matériaux de l’échantillon et les granules présentent donc une structure plutôt ouverte. Ces granules ont des propriétés typiques comme une faible résistance mécanique, une plus grande flexibilité de forme et une moindre perte de charge. En revanche, l’application d’expériences de granulation à fort cisaillement permet d’obtenir des granules plus denses aux propriétés nettement différentes. Ainsi, selon les exigences, des propriétés spécifiques telles que la taille des granules, la porosité, la dureté, etc. peuvent être données aux granules pour une performance optimale dans l’application souhaitée, comme les produits instantanés. Notre équipement de granulation à haut cisaillement est également équipé d’un système de dosage de haute précision pour disperser le liquide liant de manière adéquate afin d’obtenir des granulés de haute qualité aux propriétés uniformes.

D’autre part, il existe une méthode d’agrandissement de la taille assez différente appelée Agglomération sous pression, également connue sous le nom de tablettage. Les produits issus de l’agglomération sous pression peuvent atteindre certaines tailles demandées. Souvent, ils peuvent être formés sans avoir besoin de matériau liant et acquièrent une résistance immédiate, ceci étant une conséquence de la déformation plastique. Les procédés d’agglomération sous pression peuvent être utilisés pour faciliter la manipulation, la consommation et la libération contrôlée dans les industries alimentaire, pharmaceutique et agricole. Il peut réduire le caractère collant si les produits sont sous forme de comprimés. Il peut également être utilisé comme prétraitement pour certaines mesures analytiques telles que le SEM (Scanning Electron Microscopy).

Différents montages de granulation et d’agglomération sous pression sont disponibles dans notre zone d’essais sur le terrain. La granulation peut être exécutée par un équipement de granulation à haut cisaillement, des tambours rotatifs à faible cisaillement et un granulateur à disque à faible cisaillement. L’agglomération sous pression peut être exécutée au moyen de diverses presses hydrauliques et de différents moules à comprimés.

Après le processus d’agrandissement de la taille, plusieurs mesures analytiques telles que la pycnométrie à l’hélium, la porosimétrie au mercure et la physisorption du gaz peuvent être utilisées pour déterminer la densité et la porosité des granules et comprimés obtenus. Pendant ce temps, le testeur de dureté des comprimés et le tambour rotatif peuvent être appliqués la force et la perte par attrition des granules/tablettes.