Fonctionnement et utilisation des co-malaxeurs

1 - Contexte

• 1.1 - Principe de base du co-malaxeur
  Figure 2 - Co-malaxeur ouvert, montrant la vis avec les interruptions de filet et les doigts de malaxage fixés sur le fourreau (d'après [1])
• 1.2 - Gammes de fonctionnement
  Figure 3 - Gamme de débit en fonction du diamètre de vis pour deux types d’application (d’après données Buss AG)
• 1.3 - Exemples d’utilisation

  • Quiz d'entraînement

2 - Géométrie et mode de fonctionnement

• 2.1 - Description fonctionnelle et géométrique des éléments constitutifs

  • Quiz d'entraînement
  Figure 4 - Photo d’un élément de convoyage, de face et de profil, et représentation schématique et vue déroulée (d'après [1] et [2]) Figure 5 - Photo d’un élément de mélange, de face et de profil, et représentation schématique et vue déroulée (d'après [1] et [2]) Figure 6 - Photo d’une bague de restriction, de face et de profil (d'après [1]) Figure 7 - Photo d’un élément bague de restriction et vue déroulée (d'après [1] et [3]) Figure 8 - Photos de doigts de malaxage et doigt percé permettant l’injection d’un liquide (d'après [1]) Figure 9 - Photo d’un élément GS et vue déroulée (d'après [3]) Tableau 1
• 2.2 - Mode de fonctionnement

  • Quiz d'entraînement
  Figure 10 - Schéma de principe du fonctionnement d’un co-malaxeur (d’après documentation Buss AG) Figure 11 - Trajectoire des doigts de malaxage dans un élément de mélange au cours d’une rotation (d’après documentation Buss AG) Figure 12 - Écoulement de la matière entre un doigt de malaxage et une ailette d’un élément de mélange (d’après documentation Buss AG) Figure 13 - Représentation schématique d’une configuration de co-malaxeur Figure 14 - Évolution de la taille d’agglomérats de carbonate de calcium le long d’un co-malaxeur, pour deux profils de vis (adapté de [5])

3 - Influence des paramètres opératoires

• 3.1 - Taux de remplissage
  Figure 15 - Évolution du taux de remplissage le long d’un co-malaxeur, pour différents débits à vitesse de rotation constante (d'après [7])
• 3.2 - Température
  Figure 16 - Évolution de la température matière le long d’un co-malaxeur, pour différentes vitesses de rotation à débit constant (d’après [4])
• 3.3 - Distribution de temps de séjour
  Figure 17 - Influence du débit (à 200 tr/min) et de la vitesse de rotation (à 10 kg/h) sur la distribution de temps de séjour (d’après [8])
• 3.4 - Effets de la géométrie du co-malaxeur
  Figure 18 - Configurations du co-malaxeur pour L/D = 11 et L/D = 15 (d'après [10]) Figure 19 - Évolution de la température matière en fonction du taux de noir de carbone pour les deux rapports L/D (d'après [10])

4 - Modèles d’écoulement

• 4.1 - Modèles 1D
  Figure 20 - Évolution de la pression et de la température matière le long d’un co-malaxeur de diamètre 46 mm (d’après [6])
• 4.2 - Modèles de réseau et modèles 2D
  Figure 21 - Mise à plat et découpage d’un élément de transport EZ et d’un élément de mélange KE (d'après [11]) Figure 22 - Exemple de maillage d’un élément de transport EZ et d’un élément de mélange KE (d'après [12]) Figure 23 - Variation du débit au cours d’une rotation (de 0 à 360°) avec oscillations et doigts de malaxage, sans oscillation, ni doigts, et avec oscillations seules (d’après [13]) Figure 24 - Courbes caractéristiques en variables adimensionnelles des éléments de transport (EZ), de mélange (KE) et de restriction (ST), dans le cas d’un fluide en loi puissance d’indice 0,6 (d’après [12]) Figure 25 - Exemple de modèle global. Évolution de la pression et du taux de remplissage le long d’un co-malaxeur de diamètre 46 mm à 16,6 kg/h et 200 tr/min (d’après [14])
• 4.3 - Modèles 3D

  • Quiz d'entraînement
  Figure 26 - Intensité de la vitesse dans un élément de mélange au cours d’une rotation (d’après [2]) Figure 27 - Évolution du mélange distributif au cours du temps (d’après [2]) Figure 28 - Configuration d’écoulement et champs de pression lorsque la vis recule et avance (d’après [3]) Figure 29 - Influence du débit et de la vitesse de rotation sur le profil de pression dans la configuration de la figure 28 (d’après [3])

5 - Conclusion

6 - Glossaire

7 - Sigles, notations et symboles