Disperseurs industriels : maîtriser avec précision les différentes dispersions entre solides, liquides et gaz
Le disperseur est un outil fondamental pour toute unité de production impliquant le mélange de phases distinctes : liquide, solide et/ou gaz. Grâce à leur capacité à traiter des volumes de quelques litres à plusieurs centaines de m3, les disperseurs industriels répondent aux exigences les plus strictes en matière de viscosité, de stabilité, de broyage ou de performance d’émulsion. La maîtrise du cisaillement, de la vitesse et de la diffusion du flux détermine la qualité finale d’un produit.
Les disperseurs de production sont conçus pour des applications variées allant des vernis aux pigments, du broyage cosmétique à la peinture industrielle. Ils peuvent être fournis pour une application simple ou en intégration dans des lignes complètes. Le marché exige aujourd’hui des solutions à haute efficacité énergétique, avec un contrôle parfait du cisaillement, une montée rapide en vitesse périphérique et une excellente reproductibilité de fabrication.
AGITEC® s’inscrit dans cette dynamique avec une gamme industrielle large, conçue pour assurer une parfaite maîtrise de chaque application de petits volumes de pré-industrialisation à la production à grande échelle.
Définir la dispersion industrielle : principes et finalités
La dispersion correspond à l’incorporation fine d’une phase dans une autre. Elle se distingue d’un simple mélange par l’intensité du cisaillement, la finesse du broyage ou la stabilité de la suspension obtenue. Le disperseur industriel intervient lorsque l’objectif est d’assurer une répartition homogène de particules, gouttelettes ou bulles, dans un liquide porteur.
Ce procédé concerne la formulation de peintures, vernis, crèmes, résines, colles, ou encres. Il s’appuie sur une action mécanique intense : une vitesse élevée appliquée à un disque disperseur, monté sur un arbre entraîné par une motorisation de puissance ajustée. L’énergie transmise au produit décompose les agglomérats et favorise l’humidification des poudres ou l’émulsion de liquides non miscibles.
Lisez notre article du Journal des fluide sur l'installation acrobatique d'un MEGA-disperseur peinture
Les équipements peuvent fonctionner sous vide, sous pression ou à pression atmosphérique. Ils sont conçus pour traiter des volumes très variables : d’un disperseur allant d’environ 20 litres à un à 50 m3. Ils peuvent également être déclinés en version ATEX (atmosphère explosive) ou ultra nettoyables pour les applications pharmaceutiques (milieu aseptique).
Panorama des grandes familles de dispersion
La dispersion industrielle couvre trois types principaux de configurations, selon la nature des phases à traiter. Cette typologie détermine le choix du rotor, la puissance moteur et le dimensionnement de la cuve.
| Milieu Phase | Phase dispersée | |||
|---|---|---|---|---|
| Gaz (bulles) | Liquide (gouttes) | Solide (particules solides) | ||
| Milieu continu | Gaz | Aucun | Aérosol liquide | Aérosol solide |
| Liquide | Mousse | Émulsion | Suspension | |
| Solide | Mousse solide | Gel ou émulsion solide | Suspension solide | |
Dispersion solide/liquide : casser les agglomérats
Ce type de dispersion vise à désagglomérer des particules solides dans un liquide, tout en évitant leur sédimentation. Elle est couramment utilisée dans les peintures, les poudres pharmaceutiques ou les pigments. Les équipements intègrent souvent un disque disperseur, des pales dentées, et une vitesse périphérique ajustable jusqu’à 25 m/s.
AGITEC® adapte ses configurations selon la granulométrie visée, la sensibilité des matériaux et la viscosité du liquide porteur. Des turbines spécifiques assurent une homogénéité parfaite même en volume élevé.
Exemples de mobiles adaptés à la dispersion solide / liquide
Dispersion liquide/liquide : homogénéiser des phases fluides
La dispersion liquide/liquide concerne le mélange de deux liquides de viscosités différentes, éventuellement non miscibles. Elle intervient dans les procédés de parfumerie, chimie fine ou arômes alimentaires.
Le rotor-stator est principalement utilisé pour des liquides non miscibles, assurant un cisaillement élevé sans échauffement excessif. Le contrôle de la température et du temps de dispersion permet d’atteindre un équilibre idéal entre phase continue et phase dispersée. AGITEC® propose une gamme optimisée pour les mélanges sensibles et les charges fines.
Exemples de mobiles adaptés à la dispersion liquide / liquide
Dispersion gaz/liquide : microbulles et transfert de masse
La dispersion gaz/liquide consiste à introduire un gaz (air, azote, CO₂) sous forme de fines bulles dans un liquide. Elle est essentielle en biotechnologies et agroalimentaire
Les turbines Rushton, les turbines auto-aspirantes et les systèmes Disgaz développés par AGITEC® permettent un excellent temps de séjour du gaz, une réduction de la taille des bulles et un transfert gaz/liquide optimal. Ces solutions sont intégrables en cuves sous vide ou à atmosphère contrôlée.
Exemples de mobiles adaptés à la dispersion gaz / liquide
Dispersion gaz/liquide/solide : favoriser les réactions multiphasiques complexes
La dispersion gaz/liquide/solide en agitation consiste à mélanger efficacement trois phases : un gaz (souvent de l'air ou un gaz réactif), un liquide (le milieu de réaction) et des particules solides (catalyseurs, charges, etc.) afin d'assurer un transfert de masse et de chaleur optimale. Ce type de dispersion est essentiel dans les procédés multiphasiques comme l'hydrogénation.
Elle exige un agitateur conçu pour générer une forte turbulence, favoriser le cisaillement local et maintenir les solides en suspension tout en maximisant la dissolution du gaz dans le liquide. Elle est souvent utilisée en chimie réactive pour favoriser les réactions catalytiques hétérogènes.
Disperseur, émulseur, broyeur : clarifier les technologies
Dans les ateliers, plusieurs équipements coexistent : le disperseur, l’émulseur et le broyeur. Leur différence réside dans le niveau de cisaillement, la nature du flux et le type de produit traité.
Le disperseur travaille en immersion, avec une tête rotative dentée. L’émulseur joue son entrefer pour ajuster la taille des particules générées par la rotation dans le stator de l’outil de cisaillement. Le broyeur, quant à lui, intègre des billes ou des éléments abrasifs pour microniser les particules à des tailles inférieures au micron.
AGITEC® accompagne les professionnels dans le choix du système adéquat, en fonction du résultat attendu : dispersion rapide, réduction de particule, stabilité colloïdale ou désaération contrôlée.
Critères de sélection d’un disperseur de production industrielle
Un disperseur de production performant doit être choisi selon les caractéristiques précises du produit et du process.
Paramètres techniques à prendre en compte :
- Viscosité du fluide (de 1 cP à 100 000 cP)
- Conditions de service
- Taille et nature des solides ou des liquides à disperser
- Volume de la cuve (pilote ou production)
- Vitesse périphérique souhaitée (jusqu’à 25 m/s)
- Contraintes de nettoyage : NEP/CIP, accès manuel
- Environnement ATEX ou non
- Disperseur vertical monté sur colonne ou châssis mobile
- Version montée sur cuve fixe ou réacteur
- Disperseur sous vide pour matières sensibles
- Équipements sur skid complet pour ligne de formulation
Zoom applications : secteurs concernés par la dispersion
La dispersion industrielle intervient dans de nombreux secteurs clés, avec des exigences très spécifiques dans des secteurs tels que :
Cosmétique et pharmacie
- Préparation de crèmes, lotions, pigments minéraux, dispersion d’actifs hydrophiles ou lipophiles, broyage doux en cuve stérile, conformité FDA/ATEX.
- Stabilisation de pigments, broyage de charges, dispersion d’additifs colorés, contrôle de la viscosité, réduction de bulles d’air.
- Formulation de sauces, mayonnaises, sirops, dissolution d’épaississants, traitement en vide pour éviter l’oxydation.
- Émulsions, hydrogénations avec catalyseurs, polymérisations, extraits, solvants, contrôle de la température, intégration dans réacteurs en boucle fermée.
- Dispersion de polymères, incorporation de réactifs, oxydation contrôlée, équipement robuste et facile à nettoyer.
AGITEC® : une réponse sur mesure à chaque besoin de dispersion
AGITEC® développe des disperseurs industriels adaptés aux quatre familles de dispersion : solide/liquide, liquide/liquide, gaz/liquide et multiphasique (gaz/liquide/solide). Grâce à une forte capacité d'ingénierie, l’entreprise conçoit des solutions robustes, configurables et dimensionnées pour chaque usage professionnel.
Les équipements sont disponibles en formats pilote et industriel, avec un accompagnement complet de l’étude à la mise en service. Les systèmes sont optimisés pour fonctionner en cuve, sous vide, en batch ou en continu.
Chaque disperseur AGITEC® garantit une haute qualité de fabrication, une répétabilité process éprouvée et une excellente intégration dans les lignes de production existantes.
