Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Le procédé de séchage par pulvérisation (atomisation) consiste en l'obtention d'un solide divisé par la mise en contact d'un gaz chaud et d'un fluide dispersé sous forme de fines gouttelettes. En jouant sur les paramètres opératoires, il est possible de contrôler différentes propriétés du produit fini telles que la taille, la forme des particules solides ou encore sa solubilité via la présence de porosité. Dans le présent article, l'aspect technologique du procédé est abordé : pulvérisation, dispersion du gaz, récupération du solide et sécurité du procédé. Des exemples concrets à partir d'applications industrielles sont également donnés.
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The spray-drying process consists in obtaining a solid divided by the placing in contact of a warm gas and a fluid dispersed under the form of fine droplets. Playing on operation parameters allows for controlling various end of product properties, such as size, the form of solid particles or else its solubility due to porosity. This article focuses on the technological aspect: pulverization, gas dispersion, recovery of the solid and process safety. Concrete examples based on industrial applications are also provided.
Auteur(s)
-
François GOMEZ : Maître de conférences - Département génie des procédés - Université de technologies de Compiègne
-
Khashayar SALEH : Professeur des Universités - Département génie des procédés - Université de technologies de Compiègne
INTRODUCTION
Le procédé de séchage par pulvérisation est appliqué à de nombreux produits tant en agro-industrie que dans le domaine pharmaceutique ou cosmétique ou encore pour la préparation de pigments ou de charges minérales. Cette opération consiste en l'obtention d'un solide divisé, par la mise en contact d'un gaz chaud et d'un fluide dispersé sous forme de fines gouttelettes. En jouant sur les paramètres opératoires, il est possible de contrôler différentes propriétés du produit fini telles que la taille, la forme des particules solides ou encore sa solubilité via la présence de porosité.
Dans le dossier [J 2 256] nous avons présenté les principes fondamentaux du procédé de séchage par pulvérisation (formation et la caractérisation du spray, aspects thermodynamique, bilans de masse et de chaleur et l'aspect cinétique avec le séchage des gouttelettes et les notions associées au dimensionnement des dispositifs de séchage par atomisation).
Dans le présent dossier [J 2 257], nous abordons l'aspect technologique du procédé de séchage par pulvérisation, passant en revue les étapes de pulvérisation, de dispersion du gaz, de récupération du solide ainsi que les éléments liés à la sécurité du procédé. Des exemples concrets d'utilisation de ce procédé à partir d'applications réelles sont également décrits.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
process | applications | spray drying | powder | atomization
DOI (Digital Object Identifier)
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Applications industrielles
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1. Technologies du procédé
Le procédé de séchage par pulvérisation fait appel à différentes technologies spécifiques qui correspondent aux étapes successives rencontrées . Celles-ci concernent :
-
la pulvérisation du fluide initial ;
-
la mise en contact des gouttelettes formées avec le gaz de séchage ;
-
le séchage à proprement parler ;
-
la récupération du solide formé.
Des éléments auxiliaires sont également présents pour répondre à des besoins particuliers (pompes, ventilateurs, réchauffeurs, etc.) mais ils ne sont pas spécifiques au procédé de séchage par pulvérisation.
Chaque étape du procédé intervient sur les propriétés finales du solide sec. Le mode de pulvérisation, les propriétés du fluide initial, la mise en contact entre le gaz de séchage et les gouttelettes, la configuration de l'enceinte de séchage vont influencer la distribution de tailles des particules, leur densité, leur morphologie, leur humidité résiduelle, leur friabilité, la présence d'arômes...
Les variables importantes sont :
-
l'énergie apportée durant la pulvérisation. En augmentant l'énergie apportée durant la pulvérisation, on crée des gouttelettes de plus petite taille. Cela engendre généralement la formation de solides plus denses, de fines particules. La coulabilité du solide peut également diminuer ;
-
les propriétés du fluide pulvérisé. L'augmentation de la viscosité du fluide pulvérisé (par augmentation de sa teneur en solide ou par une augmentation de sa température) contribue à augmenter la taille des gouttelettes. On obtient alors généralement des particules solides plus grosses et plus denses.
-
le débit de fluide pulvérisé. L'augmentation du débit de fluide provoque l'augmentation de la taille des gouttelettes et des particules solides obtenues ;
-
le mode de pulvérisation. Le choix du mode de pulvérisation utilisé dépend de la nature du produit...
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Technologies du procédé
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MASTERS (K.) - Spray drying handbook. - 5th ed., Longman Scientific and Technical (1991).
-
(2) - WALTON (D.E.), MUMFORD (D.J.) - Spray dried products – Characterization of particle morphology. - Trans IChemE, vol. 77-1, p. 21-38 (1999).
-
(3) - SCHUCK (P.) - Modifications des propriétés fonctionnelles des poudres de protéines laitières : impact de la concentration et du séchage. - Innovations Agronomiques, 13, p. 71-99 (2011).
-
(4) - CROSSLEY (E.L.) - Le lait sec. - In Milk Hygiene, WHO/FAO, p. 347-404 (1962).
-
(5) - VUATAZ (G.) - The phase diagram of milk : a new tool for optimizing the drying process - . Lait, 82, p. 485–500 (2002).
-
(6) - WESTERGARD (V.) - Milk powder technology-evaporation and spray drying. - Niro A/S (2004).
ANNEXES
Science et Technologie des Poudres
Type : colloque
Périodicité : trois ans
Prochaine occurrence : 4-6 juillet 2012/Toulouse
International Drying Symposium
Type : colloque
Périodicité : tous les deux ans
Prochaine occurrence : 11-15 novembre 2012 Xiamen City-Chine
Congrès de la Société Française du Génie des Procédés (SFGP)
Type : congrès
Périodicité : tous les deux ans
Prochaine occurrence : 2013/Lyon
International Granulation workshop
Type : atelier + colloque
Périodicité : 2 ans (Organisé par l'Université de Sheffield-Angleterre)
Prochaine occurrence : 22-24 juin 2013/Sheffield
World Congress on Particle Technology
Type : congrès
Périodicité : 4 ans
Prochaine occurrence : 19-22 mai 2014/Beijing-Chine
International Congress on Particle Technology (PARTEC)
Type : congrès
Périodicité : tous les ans à Nuremberg
Prochaine occurrence : 26-29 avril 2010/Nuremberg-Allemagne
POWTECH
Type : exhibition et salon professionnel
Périodicité : 1-2 ans
Prochaine occurrence : 26-29 avril 2010/Nuremberg-Allemagne
International Symposium on SDDP
Type : Colloque
Périodicité : 1-2 ans
Prochaine occurrence : 19-21 juin 2012/St-Malo, France
http://colloque.inra.fr/sddp2012
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