Choisir le bon mélangeur en ligne pour l'application à portée de main

Dans l'industrie du mélange et du mélange, il existe plusieurs types de pompes et de mélangeurs utilisés pour réduire, mélanger et émulsionner les produits alimentaires. Pour mieux comprendre les performances de chacun, ainsi que les différences et les avantages, des tests ont été effectués pour comparer les trois styles de mélange en ligne les plus courants actuellement proposés dans l'industrie.

Un mélangeur en ligne est canalisé "en ligne" avec le processus. Cela signifie que le produit doit quitter le réservoir ou la trémie de rétention, puis voyager à travers un pipeline jusqu'au mélangeur, et retourner à travers un tuyau jusqu'à sa destination.

Les trois mélangeurs en ligne utilisés dans ce test de comparaison sont considérés comme étant de type rotor/stator, avec des dents de cisaillement ou une turbine qui passe devant un outil de cisaillement stationnaire à une vitesse élevée et un dégagement réduit.

Un mélangeur à cisaillement en ligne utilise plusieurs rangées de dents de cisaillement.

Une pompe à cisaillement en ligne utilise moins de rangées de dents mais ajoute une roue centrale pour augmenter le débit.

Un mélangeur à haut cisaillement en ligne utilise une roue robuste passant par un écran à fentes au plus petit des dégagements.

Chaque conception de mélangeur fonctionne pour conférer un cisaillement au produit qui le traverse, par opposition au simple transfert du produit vers la partie suivante du processus. Par souci de cohérence, les trois mélangeurs de test sont des modèles de 10 chevaux (ch).

Tester les styles de mélangeurs en ligne pour les forces et les faiblesses

Pour illustrer les performances de chaque équipement, trois échantillons de produits ont été sélectionnés : ananas, amandes et huile/eau.

Ananas : dans le premier test, l'ananas a été utilisé car il s'agit d'un produit doux et fibreux représentatif de nombreuses applications de mélange courantes, des purées de fruits aux soupes et salsas. Le test consistait à placer 100 morceaux d'ananas dans une trémie qui étaient induits à travers le mélangeur ou la pompe en un seul passage et déposés dans un réservoir de collecte. Lorsque la pompe a atteint sa pleine vitesse, la trémie a été ouverte et les morceaux d'ananas ont été introduits dans la ligne. Une fois que toutes les friandises étaient présentes, la vanne de la trémie a été fermée et la pompe a été arrêtée. Le réservoir de collecte a ensuite été vidé à travers un tamis. La masse résultante de chaque tamis a été pesée à des fins de comparaison.

Amande : pour le deuxième test, les amandes ont été choisies car elles sont plus dures et peuvent montrer comment chaque mélangeur gère la réduction des particules dures. Une livre de noix d'amandes entières a été placée dans une trémie. Comme pour le premier test, le produit a été induit dans la ligne lorsque le moteur a atteint sa pleine vitesse. Le réservoir de collecte a ensuite été vidangé dans un tamis. Les résultats ont ensuite été pesés pour comparaison.

Huile/eau : Le troisième essai était une émulsion basique huile/eau. Ce test aide à démontrer comment chaque mélangeur peut être utilisé pour préparer des vinaigrettes et de nombreux types de sauces. Cela impliquait que chaque pompe fasse recirculer un mélange de 10 gallons contenant 70 % d'huile de canola et 30 % d'eau pendant une durée déterminée. Une fois le temps écoulé, un échantillon a été prélevé et placé devant une caméra prenant des photos en accéléré pour vérifier la vitesse à laquelle l'huile et l'eau se sont séparées.

Pour le test d'ananas et d'amande, quatre tailles de tamis à mailles différentes, de 5 mesh (4 000 microns) à 120 mesh (125 microns), ont été utilisées pour trier le produit mélangé résultant et générer une distribution granulométrique de petit échantillon. Cette gamme de tailles de tamis montre combien de grosses particules traversent le mélangeur sans être endommagées. Il révèle également quelle qualité de fines peut être générée en un seul passage avec chaque mélangeur.

Ananas : Lorsque la masse des ananas a été tamisée, la masse dans chaque tamis a été enregistrée. Le mélangeur à cisaillement en ligne et la pompe à cisaillement en ligne ont fonctionné de manière similaire. La plus grande quantité de matière a été collectée dans le tamis de 250 microns, la deuxième quantité la plus élevée étant dans le tamis de 2 000 microns, suivi du tamis de 4 000 microns. La plus petite quantité de matière a été recueillie dans le tamis de 125 microns. Le mélangeur en ligne à cisaillement élevé a donné des résultats différents pour l'ananas. La plupart des matériaux ont été collectés dans le tamis de 4 000 microns, la deuxième quantité de matériau étant collectée dans le tamis de 250 microns. La quantité suivante de matière la plus élevée a été collectée dans le tamis de 2 000 microns, et la plus petite quantité de matière était encore une fois le tamis de 125 microns.

Amande : Les résultats du test d'amande étaient différents. Le mélangeur à cisaillement en ligne avait la plus grande quantité de matériau dans le tamis de 250 microns et le suivant le plus élevé dans le tamis de 125 microns. Le tamis avec la quantité de matériau la plus élevée suivante était le tamis de 4 000 microns, et le tamis avec la plus petite quantité était le tamis de 2 000 microns. La pompe à cisaillement en ligne a également eu des résultats différents. Le tamis avec le plus de matière était le tamis de 250 microns. Viennent ensuite le tamis de 2 000 microns, puis le tamis de 4 000 microns et enfin le tamis de 125 microns. Le mélangeur en ligne à cisaillement élevé n'a pas pu traiter les amandes.

Huile/eau : Le test d'émulsion s'est avéré avoir des résultats intéressants. La pompe à cisaillement en ligne a montré la plus grande émulsion de l'huile et de l'eau après le temps imparti. Le meilleur suivant était le mélangeur à cisaillement élevé en ligne, et le mélangeur à cisaillement en ligne a produit l'émulsion la moins réussie.

Les données recueillies montrent une nette différence dans l'application idéale et les performances entre les différents mélangeurs/mixeurs.

Le mélangeur à cisaillement en ligne a bien fonctionné avec les morceaux d'ananas et les amandes. Tout en excellant dans la réduction de la taille des particules, ce mélangeur avait le moins d'émulsion en raison d'un taux de pompage plus faible en un temps donné.

La pompe à cisaillement en ligne a obtenu de bons résultats à chaque essai. Il a été efficace pour réduire les morceaux d'ananas et les amandes. En raison de son débit élevé, il a également obtenu de bonnes performances avec le test d'émulsion, malgré un taux de cisaillement global inférieur à celui du mélangeur à cisaillement élevé en ligne.

Le mélangeur à cisaillement élevé en ligne a été capable de réduire au mieux les morceaux d'ananas et a bien réussi le test d'émulsion. Cependant, il n'a pas été en mesure de réduire les amandes en raison du colmatage.

Les tests mettent en évidence l'importance d'avoir une image complète d'une application donnée avant de choisir un mélangeur ou un mélangeur. Il y a un certain chevauchement dans les capacités des différents styles de mélangeur. Cependant, le débit, l'objectif de temps et les caractéristiques du produit doivent tous être soigneusement pris en compte pour sélectionner le mélangeur ou le mélangeur le plus efficace pour un projet.

Kyle Callahan est ingénieur d'applications pour Ampco Applied Products à Glendale, Wisconsin. Il est titulaire d'un baccalauréat ès sciences en génie mécanique de la Northern Illinois University. Pour plus d'informations, visitez ampcopumps.com.