Thèse soutenue

Mécanismes de granulation : application à la granulation par agitation mécanique

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Auteur / Autrice : Lilian Vialatte
Direction : Pierre Guigon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés industriels
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Notre travail s'est fixé deux objectifs principaux, d'une part, de mieux comprendre les mécanismes de granulation, et d'autre part, de dégager la signature technologique du mélangeur rapide. L'outil de granulation choisi est un mélangeur à taux de cisaillement élevé Lödige d'échelle laboratoire. Plusieurs systèmes poudre-liant ont été étudiés : deux granulométries d'une même poudre, une alumine SH100 et une alumine SH30, et divers liquides : eau, solutions aqueuses de polyéthyléneglycol, et une solution aqueuse d'un alcool polyvinylique. Nous avons mis en évidence un profil de granulation à 3 "régimes" en phase de pulvérisation quels que soient la nature du couple poudre-liant et les actionneurs du procédé utilisés. L'établissement et la généralisation de tels régimes sont des résultats remarquables. L'effet de la nature du couple poudre-liant et des actionneurs sur le profil de granulation a en effet permis de rendre compte des phénomènes fondamentaux qui gouvernent la granulation. L'existence de régimes de granulation traduit que chaque régime est associé à des mécanismes de granulation différents. Après nucléation des particules primaires (régime 0) apparaît un premier régime dans lequel il n'y a plus création de nouvelles espèces granulées. L'historique de la poudre pendant le premier régime est le résultat d'un équilibre entre des mécanismes qui créent des fines (mécanismes de désagglomération) et un mécanisme qui "consomme" des fines (mécanismes de collage des plus fines particules et des plus petits agglomérats). Les phénomènes qui gouvernent la transition entre le premier et le second régime sont les mécanismes de densification des granulés et de migration du liant à la surface des granulés. Le mécanisme prépondérant dans le deuxième régime est le mécanisme d'enrobage aléatoire des fines sur les autres espèces. Enfin, lorsque les fines ont été entièrement consommées, un troisième régime apparaît dans lequel le mécanisme de croissance mis en jeu est le mécanisme de coalescence préférentielle des petits granulés sur les gros granulés.