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Applications de Mélange

Préparation de solutions de Gomme Guar

La Gomme Guar (E412) est facilement soluble dans l’eau froide et forme une solution de haute viscosité à faible concentration dont la viscosité augmente lorsque la température augmente. Elle est largement utilisée pour ses effets gélifiants, épaississants et stabilisants sur les émulsions et les suspensions et elle est souvent mélangée à d’autres modificateurs de rhéologie, en particulier la gomme Xanthane, car les deux se combinent pour produire des effets considérablement augmentés.

 

Le Procédé

Les solutions de gomme peuvent être préparées avec les autres ingrédients du lot ou séparément, parfois sous forme concentrée. Les méthodes de traitement varient considérablement en fonction de l’échelle de fabrication, des ingrédients et de la viscosité du produit fini, mais les exigences de base sont les mêmes. Celles-ci inclus:

  • Lorsque la gomme est ajoutée avec d’autres ingrédients du lot, il est généralement préférable de disperser et d’hydrater d’abord la gomme pour éviter les réactions avec d’autres ingrédients tels que le sel ou des acides comme le vinaigre; leur présence dans la formulation peut ralentir considérablement le taux d’hydratation.
  • La gomme Guar (comme les autres modificateurs de rhéologie) a une forte tendance à former des grumeaux lorsqu’elle est ajoutée à l’eau. Pour réduire ce risque, elle peut être mélangée préalablement avec d’autres ingrédients en poudre, tels que le sucre (qui n’affectera pas le taux d’hydratation), ce qui facilitera la dispersion en réduisant la formation d’agglomérats en séparant les particules.
  • De même, la gomme peut être dispersée dans des liquides en phase non aqueuse tels que des huiles, des alcools ou des glycols. Cette “suspension” est ensuite ajoutée à la phase aqueuse, permettant à la gomme de s’hydrater avec un risque réduit de formation de grumeaux.
  • Lorsque des solutions de gomme séparées ou concentrées sont préparées, les auxiliaires de dispersion ne sont évidemment pas une option. La poudre doit être ajoutée au liquide sous agitation vigoureuse à une vitesse contrôlée pour réduire la formation d’agglomérats.
  • Avec les gommes facilement solubles telles que le guar, la poudre doit également être ajoutée rapidement car l’addition de la poudre devient de plus en plus difficile à mesure que la viscosité augmente.

Le Problème

La dispersion des gommes et des épaississants à l’aide d’agitateurs traditionnels peut poser plusieurs problèmes:

  • Même lorsque les mesures ci-dessus sont prises, des agglomérats peuvent facilement se former. Cela peut être exacerbé par une erreur de l’opérateur. Les agitateurs ne produisent pas un cisaillement suffisant pour les décomposer rapidement, ce qui entraîne de longs temps de mélange et un faible rendement. De nombreuses formulations contiennent des niveaux inutilement élevés de gomme pour compenser, augmentant ainsi le coût des matières premières.
  • Les poudres de prémélange ou les liquides en phase non aqueuse avec la gomme augmentent le temps de traitement et les coûts.
  • La gomme non hydratée peut s’hydrater progressivement pendant le stockage ou le traitement ultérieur, entraînant des modifications indésirables de la viscosité et de la stabilité du produit.
  • Il n’est pas possible de créer des solutions de gomme à pourcentage élevé avec les méthodes traditionnelles. Des solutions de ce type peuvent être nécessaires dans certaines applications où la formulation contient peu d’eau.

La Solution

Un mélangeur Haut Cisaillement Silverson peut produire une dispersion sans agglomérat et hydrater complètement la gomme Guar en une fraction du temps requis par les méthodes classiques.

Ces avantages découlent de l’action de mélange/cisaillement en trois étapes du mélangeur rotor/stator Silverson. Cela fonctionne comme suit:

Etape 1

La cuve est chargée en liquide et le mélangeur est actionné. La gomme est ajoutée à l’eau le plus rapidement possible. La rotation à grande vitesse des pales du rotor crée une aspiration puissante qui attire le liquide et la poudre dans la tête de travail où ils sont mélangés rapidement.

Etape 2

La force centrifuge entraîne la poudre et le liquide vers la périphérie de la tête de travail, où ils sont soumis à un haut cisaillement dans l’entrefer étroit  entre le rotor et la paroi du stator. Le produit est expulsé du stator et projeté radialement dans le corps du mélange.

Etape 3

De nouvelles matières sont simultanément attirées dans la tête de travail. Lors d’un cycle de mélange court, tout le produit passe plusieurs fois à travers la tête de travail, réduisant progressivement la taille des particules et exposant une surface croissante au liquide environnant, accélérant l’hydratation.

  • Etape 1

    Etape 1

    La cuve est chargée en liquide et le mélangeur est actionné. La gomme est ajoutée à l’eau le plus rapidement possible. La rotation à grande vitesse des pales du rotor crée une aspiration puissante qui attire le liquide et la poudre dans la tête de travail où ils sont mélangés rapidement.

  • Etape 2

    La force centrifuge entraîne la poudre et le liquide vers la périphérie de la tête de travail, où ils sont soumis à un haut cisaillement dans l’entrefer étroit  entre le rotor et la paroi du stator. Le produit est expulsé du stator et projeté radialement dans le corps du mélange.

  • Etape 3

    De nouvelles matières sont simultanément attirées dans la tête de travail. Lors d’un cycle de mélange court, tout le produit passe plusieurs fois à travers la tête de travail, réduisant progressivement la taille des particules et exposant une surface croissante au liquide environnant, accélérant l’hydratation.


Les Avantages

  • Le rendement/fonctionnalité maximisé permet aux produits d’être formulés avec une teneur en gomme réduite, réduisant ainsi le coût des matières premières.
  • Mélange sans agglomérat.
  • L’erreur de l’opérateur est efficacement éliminée.
  • Temps de mélange rapides.
  • Qualité et répétabilité constantes du produit.
  • Le prémélange de gomme avec des poudres ou une phase non aqueuse n’est pas requis.

 

La taille du lot, la formulation, le type d’ingrédients et la viscosité du produit fini déterminent le modèle Silverson le mieux adapté aux exigences de traitement:

Silverson Série U

  • Excellent mouvement dans la cuve
  • Capable d’intégrer rapidement de grands volumes de poudres
  • Conception NEP ultra-hygiénique
  • Idéal pour les mélanges à viscosité élevée
  • Peu d’entretien
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Mélangeurs haut cisaillement à Immersion

  • Convient pour des lots allant jusqu’à 1000 litres
  • Peut être utilisé sur des supports mobiles
  • Peut être facilement déplacé d’une cuve à l’autre
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Le Flashmix Silverson

  • Idéal pour les grandes capacités
  • Capable d’intégrer rapidement de grands volumes de poudres
  • Aération minimisée
  • Exigences de nettoyage minimisées
  • Taux d’ajout de poudre contrôlé
  • Action minimale requise de l’opérateur
  • Convient aux mélanges de viscosité élevée
  • Convient pour un fonctionnement à des températures plus élevées
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Mélangeurs haut cisaillement En Ligne

  • Idéal pour les lots plus importants
  • Facilement adaptable à une installation existante
  • Doit être utilisé conjointement avec un agitateur efficace dans la cuve pour humidifier la poudre
  • Sans aération
  • Auto-pompage
  • Peut être utilisé pour vider la cuve
  • Modèles ultra-hygiéniques disponibles
  • Viscosité élevée modèles disponibles
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Mélangeurs haut cisaillement Fond de cuve

  • Convient pour une utilisation sur des produits de haute viscosité avec un agitateur/râcleur à ancre d’ancrage
  • Arbre non immergé - réduit les exigences de nettoyage
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