1. Introduction

Il existe 3 types de mélange identifiés pour les solides en vrac : le mélange diffusif, le mélange convectif et le mélange par cisaillement. De nombreuses conceptions de mélangeurs industriels sont disponibles, et il est possible de sélectionner un mélangeur basé sur l’un de ces mécanismes, voire une combinaison de ceux-ci. Cette page vise à détailler les mécanismes de mélange et à définir quel type de mélangeur correspond à chaque catégorie.

2. Mélange diffusif (ou par dispersion)

Dans le mélange diffusif, les particules de solides se déplacent de manière aléatoire, généralement en roulant lorsque leur conteneur est mis en rotation. Il n'y a pas de mouvement forcé dans le mélangeur, hormis celui qui pourrait être induit par un agitateur, mais les particules se déplacent localement une par une.

Ce type de mélange est généralement long et sensible à la ségrégation.

Les mélangeurs à tambour, les mélangeurs à fûts et les mélangeurs IBC relèvent typiquement de cette catégorie, bien que leur conception puisse être complexifiée par l'ajout d'un agitateur (barre d'intensification) qui apporte une composante de mélange convectif ou par cisaillement.

3. Mélange convectif

Pour le mélange convectif, le mouvement des solides est forcé grâce à un outil de mélange ("agitateur") qui définit un schéma au sein du mélangeur convectif. L'outil de mélange déplace de grands groupes de particules, divisant la masse de particules et réalisant ainsi le mélange.

Le mélange sera généralement plus court que pour les mélangeurs diffusifs, bien que le temps de mélange dépendra largement de la conception de l'agitateur, des paramètres du procédé et de la nature des solides à mélanger.

Les mélangeurs à ruban, très répandus dans le mélange à sec, fonctionnent selon le principe du mélange convectif, tout comme les mélangeurs à pales, bien que ces derniers fluidisent le mélange, ce qui constitue une sorte de sous-type de mélange convectif.

4. Mélange par cisaillement

Dans le mélange par cisaillement, un outil de mélange à grande vitesse est utilisé pour faire glisser des groupes de particules les uns entre les autres. Une telle force de cisaillement peut être particulièrement efficace pour la granulation lorsque le mélange présente des agglomérats indésirables qui doivent être brisés pour obtenir un bon mélange.

Les mélangeurs à socs, lorsqu'ils sont utilisés à vitesse suffisamment élevée, reposent sur le mélange convectif ET par cisaillement. Il est à noter que certains désagglomérateurs peuvent être intégrés à d'autres types de mélangeurs pour leur conférer des capacités de cisaillement.

5. Classification des mélangeurs