Principe de fonctionnement d’un mélangeur industriel

Du point de vue de l’ingénierie des procédés, un mélangeur industriel est un système de transfert d’énergie mécanique au fluide afin d’établir le régime d’écoulement requis — axial, radial ou mixte — et ainsi disperser, émulsionner ou homogénéiser des constituants liquides et/ou des solides fins.

Le résultat dépend de trois variables :

  • Géométrie de l’hélice / de la tête (rotor-stator)
  • Régime de rotation (tr/min et couple)
  • Conditions opératoires (viscosité, température, vide/surpression)

Chez InoxMIM, nous intégrons ces principes dans des équipements hygiéniques en AISI 316L, avec garnitures mécaniques simples ou doubles (refroidies par thermosiphon si nécessaire) et compatibles CIP/SIP pour le nettoyage en place.

Table des matières

Que se passe-t-il dans la cuve ou sur la ligne pendant le mélange ?

Le moteur transforme l’énergie électrique en couple transmis à l’arbre, puis à l’hélice ou à la tête rotor-stator. Ce couple génère une vitesse périphérique et un champ de cisaillement dans le fluide. L’énergie spécifique appliquée (kJ/kg) conditionne la rupture des gouttes/agglomérats et le temps d’homogénéisation.

La turbine ou le rotor-stator induit une circulation axiale/radiale qui balaie le volume utile et élimine les zones mortes. Le gradient de cisaillement casse les agglomérats et réduit la taille des gouttes ; simultanément, la circulation globale renouvelle la couche limite sur parois et serpentins, améliorant le transfert thermique. Avec un régime et une géométrie d’hélice adaptés, on maîtrise l’entraînement d’air et on stabilise la viscosité apparente des mélanges non newtoniens.La turbine ou le rotor-stator induit une circulation axiale/radiale qui balaie le volume utile et élimine les zones mortes. Le gradient de cisaillement casse les agglomérats et réduit la taille des gouttes ; simultanément, la circulation globale renouvelle la couche limite sur parois et serpentins, améliorant le transfert thermique. Avec un régime et une géométrie d’hélice adaptés, on maîtrise l’entraînement d’air et on stabilise la viscosité apparente des mélanges non newtoniens.La turbine ou le rotor-stator induit une circulation axiale/radiale qui balaie le volume utile et élimine les zones mortes. Le gradient de cisaillement casse les agglomérats et réduit la taille des gouttes ; simultanément, la circulation globale renouvelle la couche limite sur parois et serpentins, améliorant le transfert thermique. Avec un régime et une géométrie d’hélice adaptés, on maîtrise l’entraînement d’air et on stabilise la viscosité apparente des mélanges non newtoniens.La turbine ou le rotor-stator induit une circulation axiale/radiale qui balaie le volume utile et élimine les zones mortes. Le gradient de cisaillement casse les agglomérats et réduit la taille des gouttes ; simultanément, la circulation globale renouvelle la couche limite sur parois et serpentins, améliorant le transfert thermique. Avec un régime et une géométrie d’hélice adaptés, on maîtrise l’entraînement d’air et on stabilise la viscosité apparente des mélanges non newtoniens.

Une tête installée à la base du réacteur crée la zone de cisaillement là où se forment habituellement les dépôts. L’écoulement monte par l’axe de la cuve et redescend en périphérie, ce qui nettoie le fond, limite les sédiments et améliore la drainabilité. Cette architecture réduit les temps de cycle sur lots visqueux et renforce l’homogénéité thermique en supprimant les points chauds/froids.

L’équipement fonctionne comme pompe + émulsionneur : il aspire, traite dans le tête multi-dents, puis refoule. Cela permet la recirculation du réacteur (boucle) ou la production continue, avec une qualité constante d’un lot à l’autre. Le taux de renouvellement (débit/volume) et le nombre de passages déterminent la taille finale de particules et la stabilité.

La taille de goutte/particule résulte de la combinaison tr/min (vitesse de pointe), géométrie de tête et temps de résidence. Les systèmes rotor-stator (EMV/EM/EMF/EML/EMLT) appliquent un cisaillement élevé et atteignent couramment des < 10 μm ; le MICRO peut descendre encore plus bas si la formulation le permet. L’architecture et le régime pilotent l’aération : TURBINE et EMF, correctement dimensionnés, la minimisent ; en ligne, elle est pratiquement éliminée.

Un mélange efficace renouvelle la couche limite et améliore le coefficient global de transfert de chaleur, réduisant les temps de chauffage/refroidissement. La consommation s’optimise en ajustant tr/min, diamètre d’hélice et viscosité cible ; une vitesse excessive peut accroître l’aération sans améliorer la taille de particule si la tête n’est pas adaptée.

En vide ou surpression, on utilise des garnitures mécaniques doubles pressurisées (avec thermosiphon) pour garantir l’étanchéité et protéger le produit. Toutes les architectures peuvent être fournies prêtes pour CIP/SIP, avec vidanges et surfaces sanitaires afin de minimiser les arrêts et le risque de contamination croisée.

Le choix entre vertical, fond ou en ligne dépend des objectifs : homogénéiser avec un minimum d’air (TURBINE), émulsionner/réduire la taille en cuve (EMV/EM), balayer le fond et drainer (EMF) ou produire en continu/recirculer (EML/EMLT). Pour l’up-scaling, conserver des nombres de Froude/Reynolds comparables, le taux de renouvellement et l’énergie spécifique assure la reproductibilité de la pilote à la production.

Quels modèles de mélangeurs industriels figurent dans notre catalogue ?

Vous trouverez ci-dessous six équipements couvrant la majorité des cas d’usage en agroalimentaire, cosmétique, pharmaceutique et chimie fine. L’objectif n’est pas d’énumérer des fiches, mais d’expliquer quand chaque architecture est la plus pertinente et ce que le responsable d’usine peut en attendre en termes de résultat et d’exploitabilité.

Mélangeur Vertical TURBINE

agitador para tanques

Mélangeur vertical à cisaillement faible à moyen générant une forte aspiration axiale et une circulation stable en cuve, sans déflecteurs. Son design canalisé évite le tourbillonnement de masse et minimise l’entraînement d’air — critique pour sauces, bases alimentaires, prémix cosmétiques ou solutions d’additifs. Sur cuves petites à moyennes, il assure une homogénéisation rapide et reproductible avec un entretien très simple.

Mixer Verticale EMV

emulsionador industrial

L’EMV travaille avec une tête rotor-stator (1 ou 2 étages) pour produire des émulsions fines et des dispersions uniformes jusqu’à des viscosités moyen-élevées. Fonctionnement possible sous vide ou en surpression et conception entièrement nettoyable (CIP/SIP). À privilégier lorsqu’on vise un saut de qualité par rapport au mélange conventionnel : réduction de la taille de goutte, élimination des grumeaux et stabilité dans le temps (crèmes, gels, sauces émulsionnées, dissolution de gommes et résines).

Mixer Verticale EM

emulasionador agitadores industriales tipos Inoxmim

Basé lui aussi sur le principe rotor-stator, l’EM propose une configuration multi-étages avec têtes interchangeables (rainurée, perforée, dentée) pour moduler le niveau de cisaillement. Idéal lorsque la recette exige une dispersion intensive ou des cibles granulométriques plus strictes qu’avec un vertical mono-étage. Il maintient un équilibre optimal entre puissance installée, pilotage procédé et qualité d’émulsion.

Mixer de fond EMF

Emulsionador de fondo con cuchillas de corte fabricantes de maquinaria para hosteleria en Espana InoxMiM

Monté à la base du réacteur, l’EMF crée une zone de cisaillement contrôlée qui impulse la recirculation du bas vers le haut. Il n’y a plus de zones mortes ni de dépôts, et le transfert thermique s’améliore grâce au balayage du fond. Avec garnitures simples ou doubles pressurisées, il traite des viscosités élevées, réduit les temps de cycle et excelle dans les réacteurs cosmétiques et pharmaceutiquesdrainabilité et nettoyage CIP sont essentiels.

Mixer en Ligne EML/EMLT

eml

Ces unités traitent en pompant, permettant la recirculation ou la production continue avec une qualité homogène d’un lot à l’autre. L’EMLT, muni de têtes multi-dents, fournit un cisaillement supérieur pour viscosités plus hautes ou formulations difficiles. Solution privilégiée pour monter en cadence sans dégrader la qualité : intégration en by-pass ou en boucle de recirculation, instrumentation débit/température et CIP/SIP simplifié.

Microniseur MICRO

mezclador industrial Micro

Équipement à haut cisaillement fonctionnant à haute vitesse, capable d’atteindre des tailles de particules < 10 µm, voire < 1 µm selon formulation. Sa double garniture refroidie et ses raccordements sanitaires facilitent le travail sur produits sensibles à la chaleur et en cycles de nettoyage répétés. À spécifier lorsque la texture finale et la stabilité dépendent directement de la finesse de particule : suspensions fines, micro-encapsulation, émulsions premium en pharma/cosmétique ou bases techniques.

Comment choisir entre vertical, fond ou en ligne ?

Si l’objectif est d’homogénéiser avec un minimum d’air dans des cuves petites à moyennes, un vertical TURBINE est efficace et robuste. Lorsque la recette exige une véritable émulsion et une réduction de la taille des gouttes, un vertical EMV/EM apporte le niveau de cisaillement nécessaire en cuve.

Si le goulot d’étranglement concerne les zones mortes, la drainabilité ou le balayage du fond, l’EMF le résout par son architecture. Pour mettre en place une production continue, réduire les changements de lot et verrouiller la qualité par recirculation, un EML/EMLT en ligne est la voie directe. Et si le cahier des charges impose une granulométrie très fine et stable, le MICRO est le candidat naturel.

Qu’apporte InoxMIM en matière d’intégration et de maintenance ?

Tous les équipements ont les parties en contact en AISI 316L, avec des niveaux de finition industrielle, agroalimentaire ou sanitaire selon la norme. Ils sont livrés avec garnitures mécaniques simples ou doubles (cartouche, option pressurisée), variateur de fréquence pour ajuster le régime, et raccordements sanitaires (DIN/CLAMP/SMS). La conception modulaire et accessible réduit le MTTR ; l’assistance d’ingénierie couvre le dimensionnement (viscosité/débit cible), la validation CIP/SIP et la mise en service.

Foire aux questions sur nos mélangeurs industriels

En règle générale, TURBINE travaille à l’aise sur des prémix et bases de viscosité faible à moyenne. Grâce au rotor-stator, EMV/EM étendent le champ aux viscosités moyen-élevées. Avec EMF, on gère efficacement des produits plus denses en réacteur grâce à la recirculation par le fond. Lorsque la ligne doit tourner en continu avec hautes viscosités ou recettes difficiles, EMLT est préférable grâce à sa tête multi-dents. Pour des objectifs fins de granulométrie, on retient MICRO pour sa capacité de cisaillement, pas seulement pour la viscosité admissible.

La cuve s’impose quand la recette requiert un contrôle direct de l’entraînement d’air, du vide/surpression et du transfert thermique du réacteur. Le mélange en ligne est avantageux pour produire en continu, verrouiller la qualité via une boucle de recirculation ou décharger/filtrer tout en émulsionnant. Beaucoup d’usines combinent les deux : prémix en cuve puis finition en ligne pour garantir la reproductibilité.

Un EMV/EM correctement dimensionné fournit des émulsions fines et stables typiquement dans la plage 5–10 μm (selon formulation et tête). MICRO permet d’atteindre le sub-10 μm et des plages micrométriques bien plus basses lorsque la matrice le permet. Le choix de la tête et l’énergie spécifique appliquée (tr/min et temps) sont déterminants.

Oui. Les familles verticales, de fond et en ligne existent en versions CIP/SIP-ready. Des garnitures mécaniques doubles pressurisées avec thermosiphon autorisent le service sous vide ou en surpression avec étanchéité maîtrisée. Le fini sanitaire, les raccordements et la drainabilité sont spécifiés selon le standard du client (agro, pharma ou chimie).

N’hésitez pas à contacter notre service commercial

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