Présentation
English
Auteur(s)
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Michel ROUSTAN : Ingénieur INSA (Institut national des sciences appliquées de Toulouse) - Professeur de génie chimique − INSA Toulouse
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Jean-Claude PHARAMOND : Ingénieur INSA - Dosapro Milton Roy
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Alain LINE : Ingénieur INPT (Institut national polytechnique de Toulouse) - Professeur de mécanique des fluides − INSA Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les techniques d’agitation, qui ont longtemps été considérées comme un art, s’appuient maintenant sur des considérations tant théoriques qu’expérimentales, qui permettent une approche scientifique des problèmes posés. Des progrès énormes ont en effet pu être réalisés grâce, d’une part, à l’accumulation de données sur le fonctionnement d’unités industrielles et, d’autre part, à l’effort de recherche important accompli par quelques sociétés et laboratoires universitaires spécialisés dans le domaine de l’agitation et du mélange.
D’une façon très générale, la détermination d’une unité d’agitation consiste soit à sélectionner l’appareil adapté à un nouveau procédé, soit à extrapoler (ou interpoler) les résultats obtenus avec un appareil donné dans le cadre d’une fabrication existante.
Les potentialités des nouveaux moyens expérimentaux et numériques permettent de développer une approche locale qui complète l’approche globale classique du fonctionnement des cuves agitées.
L’analyse locale du fonctionnement d’une cuve agitée (figure A) donne accès aux distributions spatiale et temporelle de la vitesse et de la turbulence. Cette information peut aider à comprendre et à contrôler le mélange dans la cuve agitée et peut conduire à optimiser son fonctionnement dans différentes conditions.
Dans tous les cas, une bonne connaissance du procédé est indispensable pour permettre le choix le plus favorable à l’accomplissement de ce procédé, notamment sur le plan économique.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de juil. 2023 par Michel ROUSTAN, Alain LINÉ, Jean-Claude PHARAMOND
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Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique
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Définition d’un système d’agitation
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1. Opérations de mélange
En mettant à part les mélanges gaz-gaz, solide-solide et solide-gaz (lits fluidisés), on peut regrouper les opérations de mélange en quatre grandes classes d’application. Chacune peut se caractériser par son aspect physique ou chimique. Il est bien évident qu’un problème donné se rapportera rarement à une caractéristique unique, mais plutôt à un ensemble de caractéristiques et il conviendra donc d’identifier clairement les étapes limitantes du procédé (tableau 1).
1.1 Mélanges liquide-solide
Il s’agit là de l’une des applications les plus courantes de l’agitation : lixiviations, polymérisations, fermentations, réactions en présence de catalyseur, dissolutions, stockages de pulpes ou de pâtes, etc. Le rôle de l’agitateur consiste à créer une vitesse ascendante du fluide porteur supérieure à la vitesse de chute des particules, dans certains cas le problème peut être inversé et l’on doit alors introduire dans le liquide des solides qui tendent à flotter.
HAUT DE PAGE
Les paramètres importants à prendre en compte sont de deux types : les données initiales et la définition du résultat à obtenir.
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Ce sont celles qui permettent d’évaluer les caractéristiques de sédimentation des solides dans le liquide. À défaut de mesure en laboratoire de la vitesse de sédimentation, pour déterminer la vitesse de chute des particules, il est donc nécessaire de connaître :
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la masse volumique du liquide ;
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la masse volumique du solide ;
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le diamètre équivalent des particules et la répartition granulométrique ;
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le pourcentage total des solides (en masse).
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