Brevet FR2702677A1 — publié le 19940923

Installation de granulation par voie humide. L'invention concerne le domaine de la granulation par voie humide. Cette technique, qui consiste à former des agrégats à partir d'une matière naturellement pulvérulente ou préalablement réduite à l'état de poudre, par exemple par broyage, et d'une phase humide est employée pour de nombreuses applications industrielles. La granulation par voie humide est ainsi utilisée tant pour le traitement de produits minéraux, que pour le traitement de produits organiques ou d'origine végétale. Notamment, la granulation par voie humide est couramment utilisée pour la réalisation de semoulettes destinés à l'alimentation animale, de granulés destinés à l'alimentation humaine, mais aussi pour la fabrication d'engrais notamment d'origine organique, de produits pharmaceutiques ou encore pour la réalisation de poudres explosives ou de conglomérats utilisés pour la fabrication des ciments. Les types d'installations permettant la mise en oeuvre de cette technique sont nombreux. On connaît ainsi, des mixers verticaux munis de couteaux rotatifs chargés de mélanger le matériau pulvérulent avec la phase humide et de brasser le mélange obtenu jusqu'à la formation d'agrégats. D'autres techniques mettent en oeuvre un flux d'air chaud permettant de "fluidiser" le matériau que l'on veut granuler afin de faciliter sont mélange avec la phase humide. La demande de brevet européen EP-A-0 214 714 décrit ainsi une installation comportant une cuve à l'intérieur de laquelle une certaine quantité de matériau pulvérulent destinée à être granulée est placée, des moyens pour souffler de l'air chaud installés dans la partie inférieure de ladite cuve et des moyens d'amenée d'un liquide au niveau dudit matériau pulvérulent. Le soufflage d'air chaud permet de granuler le mélange formé par le matériau pulvérulent et le liquide. Une telle installation est munie de moyens de détection de l'humidité fonctionnant en continu de façon à contrôler en permanence la quantité de liquide délivrée et ainsi de contrôler l'opération de granulation.Outre le fait qu'une telle technique ne permet pas d'effectuer l'opération de granulation en continu mais seulement par lot, elle présente également l'inconvénient d'inclure des éléments de mesure coûteux et fragiles, tels que notamment un détecteur d'humidité à infrarouges. Le brevet européen EP 0 052 552 concerne quant à lui une technique de granulation de poudres propulsives utilisant un plateau granulateur sur lequel est achevé le mélange d'une poudre avec un solvant arrosé sur ledit plateau, les agrégats formés étant ensuite séché sur un lit fluidisé et arrondi dans un arrondisseur. Une telle technique, bien que permettant de mettre en oeuvre une granulation en continu, présente l'inconvénient de ne permettre que de faibles rendements. On connaît également dans l'état de la technique des installations de granulation constituées par un tambour rotatif faiblement incliné, à l'intérieur duquel est placée une certaine quantité de matériau pulvérulent à granuler, un liquide étant amené en tête du tambour afin de réaliser l'agrégation dudit matériau. Une telle technique présente également l'inconvénient de ne pas permettre la maîtrise complète de la plage granulmétrique du matériau granulé obtenu. D'une manière générale, les installations connues de l'état de la technique présente l'inconvénient d'inclure de nombreuses pièces mobiles (couteaux, tambours, etc...) dont l'usure rapide diminue la durée de vie. Par ailleurs, ces installations ont généralement une taille importante, ce qui conduit à dimensionner en conséquence les bâtiments les accueillant. Elles présentent de plus des caractéristiques techniques relativement compliquées, ce qui accroît leur coût et corollairement les coûts des opérations de granulation. Enfin, ces installations sont difficilement utilisables pour la réalisation de grains complexes, c'est-à-dire d'agrégats constitués par un noyau réalisé à partir d'un premier matériau pulvérulent et recouvert d'une ou plusieurs couches réalisées à partir d'autres matériaux pulvérulents.De tels grains enrobés sont notamment employés dans le domaine pharmaceutique pour la réalisation de médicaments et dans le domaine agricole pour le pelliculage de semences. L'objectif de la présente invention est de proposer une installation de granulation par voie humide ne présentant pas les inconvénients des installations de l'état de la technique. En particulier, un objectif de l'invention est de fournir une telle installation permettant de réaliser une opération de granulation en continu, avec un rendement élevé. Un autre objectif de l'invention est de décrire une telle installation présentant des caractéristiques techniques simples pouvant être facilement mises en oeuvre. Encore un autre objectif de l'invention est de présenter une telle installation permettant aussi la réalisation facilitée de grains complexes. Ces différents objectifs ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints grâce à une installation de granulation d'au moins un matériau pulvérulent par voie humide caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une table inclinée munie de moyens permettant de lui inculquer un mouvement pendulaire rotatif plan, des moyens d'amenée dudit matériau pulvérulent sur ladite table inclinée et des moyens d'amenée d'au moins une phase humide sur ladite table inclinée, le mouvement de ladite table permettant le mélange dudit matériau pulvérulent avec ladite phase humide et provoquant la formation d'agrégats de taille sensiblement constante, le degré d'inclinaison de ladite table étant conçu da façon à favoriser la formation des agrégats et à permettre l'évacuation de ceux-ci vers des moyens de réception. Le mouvement pendulaire rotatif plan de la table est un mouvement qui est notamment utilisé dans les cribles de type "plansichter". Il permet de projeter peu le matériau à granuler en l'air mais favorise le mélange dans un plan entre la phase liquide et ce matériau. On entend, dans le cadre de la présente description les termes "phase humide" comme désignant tout liquide pouvant être éventuellement additionné d'un liant présentant une tension superficielle suffisamment basse pour pouvoir mouiller le matériau pulvérulent que l'on désire granuler. Comme on l'explicitera ci-après, on notera que la phase humide pourra également se présenter sous la forme d'un brouillard plus ou moins dense. Par ailleurs, le terme agrégat, désigne, dans la présente description tout agglomérat de taille plus ou moins importante, constitué par ladite matière pulvérulente et se présentant, à la fin de l'opération de granulation, sous la forme de grains, de granulés, de semoulettes, etc... Lors de l'utilisation de l'installation selon l'invention, la mise en contact du matériau à granuler et de la phase humide sur la table aboutit, sous l'effet du mouvement de cette table à la formation des agrégats recherchés. Grâce à l'inclinaison de ladite table, les agrégats roulent sur eux mêmes pendant un temps t proportionnel notamment à la densité du matériau de base, au degré d'inclinaison de la table, à la longueur de celle-ci, et à l'importance du mouvement de la table, jusqu'auxdits moyens de réception, au niveau desquels les agrégats sont récupérés. L'installation selon l'invention permet donc de faire varier différents paramètres autorisant l'obtention d'agrégats de différentes tailles. Outre la nature, la quantité et la granulométrie du matériau pulvérulent de base et la nature et la quantité de la phase humide amenés sur la table, la taille des agrégats obtenus peut être déterminée en fonction notamment - du degré de l'inclinaison de la table, - de l'amplitude du mouvement de celle-ci, - de la fréquence de ce mouvement, - de la façon dont sont amenés le matériau pulvérulent et la phase humide sur la table, - du nombre de points d'incorporation de phase(s) humide(s) et/ou de matériau(x) pulvérulent(s) sur le trajet des agrégats en cours de formation. Lorsque ces différents paramètres sont fixés, l'installation selon l'invention permet l'obtention d'agrégats présentant des tailles sensiblement constantes comprises dans une plage granulométrique étroite. Une telle caractéristique constitue un progrès important par rapport aux dispositifs de granulation par voie humide de l'état de la technique qui, pour la plupart, conduisent à la réalisation d'agrégats présentant des tailles très variables et nécessitant le recyclage d'une partie importante de ceux-ci. Par ailleurs, l'invention présente l'avantage de pouvoir être facilement réalisée et à moindre coût puisqu'elle ne met pas en oeuvre de pièces d'usure telles que, par exemple, des couteaux. De plus, elle présente également l'avantage de consommer peu d'énergie électrique par rapport aux installations connues et notamment celles à tambour rotatif. On notera également que l'installation selon l'invention peut être utilisée pour la fabrication en continu de granulés alors que beaucoup des installations de l'état de l'art ne permettent de réaliser que des opérations de granulation par lot. Enfin, l'invention permet d'obtenir facilement des agrégats bien sphériques, ce que ne permettent généralement pas les dispositifs connus. Ce caractère sphérique est atteint grâce à la rotation sur eux-mêmes des agrégats, lorsqu'ils sont sur la table. Bien que l'on puisse concevoir les moyens d'amenée de ladite phase humide sur ladite table sous une autre forme, ceux-ci sont préférentiellement constitués de moyens de pulvérisation ou d'atomisation d'un liquide. De tels moyens permettent de présenter la phase humide sous une forme fractionnée constituée par de minuscules gouttelettes et ainsi d'augmenter la surface de mise en contact de la phase humide avec le matériau pulvérulent. Un tel fractionnement permet de diminuer la quantité de phase humide nécessaire pour provoquer la cohésion du matériau pulvérulent conduisant à la réalisation des agrégats recherchés tout en permettant de diminuer le temps de contact nécessaire entre ces deux composés pour obtenir ceux-ci. On notera que, pour certaines applications, il pourra aussi être envisagé de ne pas pulvériser la phase humide. Notamment, on pourra choisir d'incorporer celle-ci sous forme non fractionnée lorsqu'elle présentera une viscosité suffisamment élevée. Préférentiellement, lesdits moyens d'amenée dudit matériau pulvérulent sur ladite table incluent des moyens de distribution permettant de répartir sur ladite table une nappe mince et uniforme dudit matériau pulvérulent. Une telle nappe sera avantageusement distribuée dans la partie supérieure de ladite table en amont, dans le sens d'écoulement du matériau à granuler sur ladite table, desdits moyens d'amenée de la phase humide sur cette même table. Selon une variante de l'invention, ces moyens de distribution sont constitués par une bande transporteuse. Une telle bande délivre en continu le matériau à granuler, provenant par exemple d'une trémie, sur la table et est particulièrement adaptée pour de tels matériaux se présentant sous la forme de poudres très fines et par conséquent très fluides Selon une autre variante, lesdits moyens de distribution sont constitués par un tapis vibrant. Un tel tapis vibrant permet de saupoudrer le matériau à granuler sur la table et éventuellement d'éviter tout mottage de ce matériau avant sa chute sur celle-ci. Selon encore une autre variante, ces moyens présentent au moins un rouleau rotatif. Un tel rouleau rotatif peut être placé directement sous une trémie afin de répartir le matériau s'en écoulant sur la table. On notera que la phase fluide pourra être distribuée directement par pulvérisation sur la nappe verticale s'écoulant d'un tel rouleau rotatif, d'un tel tapis vibrant ou d'une telle table vibrante. Préférentiellement, l'installation selon l'invention inclut des moyens d'amenée de plusieurs matériaux pulvérulents et/ou des moyens d'amenée de plusieurs phases humides permettant la réalisation de granulats complexes. Ainsi, l'invention pourra comporter successivement, dans le sens d'écoulement des agrégats formés sur la table - des premiers moyens d'amenée d'un premier matériau pulvérulent, - des premiers moyens d'amenée d'une première phase fluide, afin de permettre la réalisation d'agrégats destinés à constitués les noyaux de grains complexes, et - des seconds moyens d'amenée d'un second matériau pulvérulent, - des seconds moyens d'amenée d'une seconde phase fluide, pour réaliser un enrobage desdits noyaux. On notera qu'il pourra aussi être envisagé, en fonction de la nature des matériaux utilisés, de positionner les seconds moyens d'amenée de la seconde phase fluide avant les second moyens d'amenée du second matériau pulvérulent. Il pourra également être envisagé d'utiliser plus de deux matériaux pulvérulents et plus de deux phases fluides afin de permettre la réalisation de grains multicouches présentant un noyau et au moins deux couches d'enrobage. On notera aussi que le second matériau ou les seconds matériaux pulvérulents pourront être identiques au premier matériau pulvérulent afin de faire grossir les agrégats formés tout en contrôlant leur granulométrie Comme il a déjà été mentionné ci-dessus, le degré d'inclinaison de la table constitue un paramètre important pour la détermination de la taille des agrégats obtenus.Avantageusement, ce degré d'inclinaison sera compris entre 5 et 200 Cette faible inclinaison, permet pour les matériaux à granuler le plus fréquemment rencontrés, d'achever une granulation efficace en un temps relativement court. Bien sûr, dans le cadre de la granulation de matériaux particuliers, tels que ceux présentant une très forte densité, on pourra employer un degré d'inclinaison plus faible. Pour d'autres matériaux, par exemple très peu denses, il pourra convenir d'utiliser un degré d'inclinaison plus important. Egalement préférentiellement, lesdits moyens permettant d'inculquer à ladite table un mouvement pendulaire rotatif plan comprennent un balourd inculquant à ladite table un mouvement plan de rotation excentrique. Selon une variante préférentielle de l'invention, ladite table est constituée par un plateau accroché par des moyens de suspension souple à un bâti. De tels moyens de suspension souple permettent d'absorber les forces présentant une composante verticale inculquées au plateau par lesdits moyens de mise en mouvement de la table et néfastes à la réalisation d'agrégats, en particulier de taille homogène. En effet, de telles forces ont tendance à soulever le matériau pulvérulent de la table et ainsi diminuent le temps de contact de ce matériau avec la phase humide. Par ailleurs, l'installation selon l'invention comprend avantageusement des moyens de chauffage permettant de renforcer la cohésion interne des agrégats formés sur ladite table. De tels moyens de chauffage sont préférentiellement installés au niveau des moyens de réception de ces agrégats. Bien que, comme il a déjà été mentionné précédemment, la mise en oeuvre de l'invention conduise à l'obtention d'agrégats présentant, pour une même opération, des tailles sensiblement constantes, l'installation comprend en outre au moins un tamis installé au niveau desdits moyens de réception des agrégats formés sur ladite table, permettant de récupérer les agrégats présentant une taille trop importante. Avantageusement, l'installation selon l'invention comprend des moyens de recyclage permettant de retourner après un traitement adéquat ces agrégats présentant une taille trop importante vers lesdits moyens d'amenée dudit matériau pulvérulent sur ladite table inclinée. Egalement avantageusement, l'installation comprend au moins un broyeur installé en amont desdits moyens d'amenée dudit matériau pulvérulent sur ladite table inclinée, pouvant notamment être utilisé pour réduire la taille des particules recyclées vers lesdits moyens d'amenée du matériau pulvérulent sur la table inclinée. Egalement avantageusement, l'installation comprend des moyens de nettoyage en continu de ladite table choisis dans le groupe constitué par les moyens de chauffage (pouvant par exemple être utilisés lorsqu'il se produit une réaction chimique endothermique entre la phase humide distribuée et le matériau pulvérulent à granuler), les moyens de refroidissement (pouvant par exemple être utilisés lorsqu'il se produit une réaction chimique exothermique entre la phase humide et le matériau pulvérulent et les moyens mécanique tels qu'un raclage en continu ou un système à boules lestées. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d'un exemple non-limitatif de réalisation, en référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique latérale d'une installation de granulation par voie humide selon l'invention, - la figure 2 représente une vue schématique de dessus de l'installation représentée à la figure 1. Selon les figures 1 et 2, une installation de granulation par voie humide est représentée schématiquement en vue latérale. Cette installation comprend une table inclinée 1 constituée par un plateau relié par quatre suspensions souples 12 (dont deux seulement sont visibles) à un bâti fixe 13. Cette table est inclinée d'un angle a d'environ 10 par rapport à l'horizontale et reçoit d'une part un matériau pulvérulent provenant de moyens d'amenée 3 et d'autre part une phase humide provenant de moyens d'amenée 4. Cette table 1 est par ailleurs munie de moyens 2 permettant de lui inculquer un mouvement pendulaire rotatif plan et incluant un balourd simple 11, placé essentiellement au niveau du centre de gravité de ladite table 1 et inculquant à celle-ci un mouvement rotatif excentrique dans un plan unique. Les moyens d'amenée du matériau pulvérulent 3 sont constitués par une trémie 10 à la sortie de laquelle est installé un rouleau rotatif 9 s'étendant essentiellement sur toute la largeur de la table 1. Le rouleau rotatif 9 permet de déposer sur la table 1, une fine nappe 8 de matériau pulvérulent. La vitesse de rotation du rouleau 9 est constante de façon à permettre la dépose d'une nappe 8 d'épaisseur également constante. Les moyens d'amenée de la phase humide 4 sont quant à eux constitués par une rampe de pulvérisation 7 d'eau s'étendent également essentiellement sur toute la largeur de la table. Cette rampe de pulvérisation 7 organise la projection de la phase humide sous forme d'un brouillard et sur une surface de la table 1 relativement Importante pour permettre le mélange d'une quantité relativement importante de matériau pulvérulent avec ladite phase humide. On notera que, dans le cadre du présent exemple, les moyens d'amenée 3 du matériau pulvérulent sont positionnés en amont des moyens d'amenée 4 de la phase humide, dans le sens d'écoulement du matériau pulvérulent sur la table inclinée 1. Une telle disposition permet de projeter la phase humide dispersée sur le matériau pulvérulent et non l'inverse. L'inclinaison de la table 1, couplée au mouvement de celle-ci, permet d'achever le mélange de la phase humide et du matériau pulvérulent et conduisent à l'obtention d'agrégats 5 provoqués par la cohésion de ces constituants. Le mouvement rotatif de type "plansichter" inculqué à la table I par le balourd 11, permet d'homogénéiser la taille des agrégats formés et conduit à l'obtention d'agrégats sphériques présentant un diamètre sensiblement identique. Les agrégats roulent en effet sur eux-mêmes et présentent une taille qui augmente au fur et à mesure qu'ils progressent sur la table 1. A l'extrémité de la table opposée à celle au niveau de laquelle est amené le matériau pulvérulent, des moyens de réception 6 sont prévus afin de récupérer les agrégats 5 formés sur la table 1.Ces moyens de réception 6 sont équipés d'un tamis 14 permettant de récupérer les quelques agrégats de taille trop importante. Ce tamis 14 est incliné de façon adéquate pour convoyer ces agrégats non conformes vers des moyens de recyclage 15 organisant le retour de ceux-ci vers la trémie d'entrée 10, via un broyeur 16. La présence des suspensions 12 permet d'absorber les éventuelles forces verticales qui peuvent résulter de la rotation du balourd 11 et conduire à secouer le matériau pulvérulent sur la table. Une telle installation permet de réaliser, en continu, une granulation du matériau pulvérulent contenu dans la trémie d'entrée 10 et autorise l'obtention d'agrégats sphériques de taille sensiblement constante. La taille des agrégats pouvant être obtenus avec une telle installation peut varier de 0,3mm à lomin en fonction notamment du matériau de départ et de la nature et de la quantité de la phase humide distribuée, mais aussi en fonction du degré d'inclinaison a de la table 1 et de la fréquence et de l'importance du mouvement de celle-ci. L'installation ici décrite peut notamment être utilisés pour la réalisation de prémix vitaminés servant de complémentation dans l'alimentation animale. Dans un tel cas de figure, le poids en eau apportée par les moyens de pulvérisation représente 9 à 13 % par rapport au poids du matériau pulvérulent à granuler qui présente une teneur en eau initial d'environ 1%. La taille des agrégats obtenus en fin de procédé est d'environ 0,8mm. Une telle installation pourra également être utilisée avantageusement pour l'enrobage et/ou le pelliculage des semences. L'exemple de réalisation ici décrit n'a pas pour objet de réduire la portée de I'invention. En particulier, il pourra être envisagé d'utiliser d'autre moyens de mise en mouvement que ceux incluant un balourd ou d'autre moyens d'amenée de la phase humide et/ou du matériau pulvérulent que ceux indiqués sans sortir du cadre de l'invention. On notera également qu'il pourra être ajoutés d'autres moyens pour distribuer un ou plusieurs autres matériaux pulvérulents et/ou plusieurs autres phases humides sur la table, également sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS i. Installation de granulation d'un matériau pulvérulent par voie humide caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une table inclinée (1) munie de moyens (2) permettant de lui inculquer un mouvement pendulaire rotatif plan, des moyens d'amenée (3) dudit matériau pulvérulent sur ladite table inclinée (1) et des moyens d'amenée (4) d'au moins une phase humide sur ladite table inclinée (1), le mouvement de ladite table permettant le mélange dudit matériau pulvérulent avec ladite phase humide et provoquant la formation d'agrégats (5) de taille sensiblement constante, le degré d'inclinaison a de ladite table (1) par rapport à l'horizontale étant conçu de façon à favoriser la formation desdits agrégats (5) et à permettre l'évacuation de ceux-ci vers des moyens de réception (6). 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que lesdits moyens d'amenée (4) de ladite phase humide sur ladite table (1) incluent des moyens de pulvérisation (7) ou d'atomisation d'un liquide. 3. Installation selon la revendications 1 caractérisée en ce que lesdits moyens d'amenée (3) dudit matériau pulvérulent sur ladite table (1) incluent des moyens de distribution permettant de répartir sur ladite table (1) une nappe mince et uniforme dudit matériau pulvérulent. 4. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdits moyens de distribution sont constitués par une bande transporteuse. 5. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdits moyens de distribution sont constitués par un tapis vibrant. 6. Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdites moyens de distribution présentent au moins un rouleau rotatif (9). 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'elle inclut des moyens d'amenée de plusieurs matériaux pulvérulents et/ou des moyens d'amenée de plusieurs phases humides permettant le réalisation de granulats complexes. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que le degré d'inclinaison a de ladite table (1) est compris entre 50 et 20 . 9. Installation selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que lesdits moyens de mise en mouvement (2) dont est équipée ladite table (1) comprennent un balourd (11) inculquant à ladite table (1) un mouvement plan de rotation excentrique. 10. Installation selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que ladite table (1) est constituée par un plateau accroché par des moyens de suspension souple (12) à un bâti (13). 11. Installation selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens de chauffage permettant de renforcer la cohésion interne des agrégats (5) formés sur ladite table (1). 12. Installation selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un tamis (14) installé au niveau desdits moyens de réception (6) des agrégats formés sur ladite table, permettant de récupérer les agrégats présentant une taille trop importante. 13. Installation selon la revendication 12 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de recyclage (15) permettant de retourner les agrégats présentant une taille trop importante, vers lesdits moyens d'amenée (3) dudit matériau pulvérulent sur ladite table (1) inclinée. 14. Installation selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un broyeur (16) installé en amont desdits moyens d'amenée (16) dudit matériau pulvérulent sur ladite table inclinée (1). 15. Installation selon l'une des revendications 1 à 14 comprend des moyens de nettoyage en continu de ladite table (1) choisis dans le groupe constitué par les moyens de chauffage, les moyens de refroidissement et les moyens mécanique tels qu'un raclage en continu ou un système à boules lestées. 16. Utilisation d'une installation selon l'une des revendications 1 à 15 pour le pelliculage et/ou l'enrobage de semences.