Essais sur lit fluidisé - Delft Solids Solutions

La fluidisation est une propriété caractéristique selon laquelle les solides particulaires au sein d’un flux de fluide pourraient se comporter comme des fluides. La fluidisation peut être considérée comme un cas particulier d’écoulement fluide-solide. La résistance à l’écoulement du fluide à travers les vides d’un lit de solides est la résultante de la traînée totale de toutes les particules du lit.

Le lit fluidisé est un procédé qui peut promouvoir un contact de haut niveau entre le gaz et le solide de la poudre. Le lit fluidisé est utilisé à plusieurs fins dans le traitement des poudres, comme les réacteurs catalytiques à lit fluidisé, la séparation des solides, la combustion en lit fluidisé, le processus de revêtement fluidisé et le séchage en lit fluidisé. Dans l’industrie alimentaire, le lit fluidisé est utilisé pour améliorer le processus de congélation sous le tunnel de congélation rapide. Ce tunnel à lit fluidisé est généralement utilisé pour les produits alimentaires de petite taille tels que les petits pois, les crevettes ou les légumes en tranches. De nos jours, le procédé de séchage à lit fluidisé est très utilisé dans de nombreuses industries. Il peut augmenter l’efficacité du séchage en permettant à la surface de contact du matériau à sécher d’être suspendue et donc exposée à l’air. Ce procédé à lit fluidisé peut également être appliqué au refroidissement en fonction des applications spécifiques.

Lorsque les particules solides sont fluidisées, le lit fluidisé se comporte différemment selon que l’on fait varier la vitesse, le gaz et les propriétés des solides. Nous pouvons utiliser différents montages de fluidisation capables de traiter plusieurs grammes de matériau et nous pouvons utiliser des équipements pouvant traiter jusqu’à environ 1 à 2 kilogrammes de matériau. Ces montages peuvent être utilisés pour évaluer les variables suivantes :

Vitesse de fluidisation minimale

La vitesse superficielle du gaz à laquelle le lit de poudre est juste fluidisé, est appelée vitesse minimale de fluidisation. Cet état de fluidisation naissante peut être décrit en déterminant la chute de pression dans un gaz s’écoulant à travers un lit tassé.

Vitesse minimale de bullage

À une certaine vitesse du gaz, on finit par atteindre un point où les bulles commencent à se former et cette vitesse est appelée vitesse minimale de bullage. Lorsqu’une bulle s’élève, elle transporte quelques solides à l’intérieur.

Temps de désaération

La désaération se produit lorsque le gaz de fluidisation est soudainement arrêté. La vitesse de désaération du lit est souvent une indication de la classification Geldart des particules d’un matériau. Une désaération rapide indique un matériau du groupe B de Geldart, tandis qu’une désaération lente indique un matériau du groupe A de Geldart. Le temps de désaération peut également être utilisé comme paramètre de conception pour de nombreuses applications de manutention de poudre. Les essais de désaération peuvent être réalisés à température ambiante ou à haute température, avec de l’air ou un gaz inerte comme milieu de fluidisation.

Tous ces paramètres décrivent la capacité de fluidification et les propriétés d’inondabilité du matériau étudié.

Le montage de fluidisation peut également être utilisé pour étudier l’usure potentielle du matériau due à l’attrition par le biais de la libération des fines du lit ou de l’évaluation des fines intrinsèquement présentes qui deviennent entièrement aéroportées pendant la fluidisation.