Un sécheur horizontal à disques sous vide est une cuve scellée, chauffée par double enveloppe, dotée d'un arbre de disques creux parcourus par le fluide caloporteur. Les disques ajoutent une surface de chauffe bien supérieure à celle de l'enveloppe seule : liquides, boues, pâtes et purées sèchent en poudre plus vite et à plus basse température que dans de nombreux sécheurs à râteau ou à pales. La série ZYG de SINOTHERMO va de 500 à 7 000 L de volume total, avec une source de chaleur entre 50 et 200 °C et une humidité finale de 3 à 10 pour cent.
Contexte rapide : où se place le sécheur à disques
Les sécheurs par conduction sous vide sont les bêtes de somme du séchage des produits chimiques fins, des intermédiaires pharmaceutiques, des pigments et des matériaux spéciaux. Au sein de cette famille, le choix tient en général à la surface de chauffe supplémentaire que l'agitateur apporte et à sa capacité à empêcher le produit de coller. Le sécheur à râteau a l'agitateur le plus simple et la plus faible surface ajoutée. Le sécheur à pales ajoute des pales creuses en coin. Le sécheur à disques ajoute un empilement de disques creux sur un arbre tournant, ce qui donne, pour de nombreuses matières, la plus grande surface de chauffe par litre de cuve.
Si vous comparez encore les neuf machines sous vide et par conduction, lisez d'abord équipements de séchage sous vide : comment choisir selon la matière. Cet article approfondit l'une d'entre elles.
Fonctionnement d'un sécheur horizontal à disques sous vide
- 1.Chargement. La matière humide est pompée ou chargée dans une cuve cylindrique horizontale, qui est ensuite scellée.
- 2.Mise sous vide. Une pompe à vide (précédée d'un condenseur) abaisse la pression dans la cuve. Une pression plus basse abaisse le point d'ébullition du liquide contenu dans le produit : l'eau ou le solvant peut donc s'évaporer à une température bien plus basse.
- 3.Chauffage. De la vapeur, de l'eau chaude ou de l'huile thermique circule dans l'enveloppe, dans les disques creux et dans l'arbre creux. La chaleur est conduite directement dans le produit depuis toutes ces surfaces.
- 4.Agitation. L'arbre tourne lentement, entre 6 et 30 tr/min sur la gamme ZYG standard. Les disques soulèvent et retournent la charge, renouvellent la surface de contact et exercent un léger broyage afin que les mottes ne durcissent pas.
- 5.Condensation. La vapeur quitte la cuve, traverse le condenseur et est recueillie sous forme liquide. S'il s'agit d'un solvant, il peut être récupéré.
- 6.Déchargement. Lorsque le produit atteint l'humidité visée, il est déchargé sous forme de poudre fluide à 3 à 10 pour cent d'humidité.
Comme il n'y a pas de flux d'air chaud, les pertes de produit à l'échappement sont très faibles, et l'environnement scellé à faible teneur en oxygène rend la machine adaptée aux matières inflammables, explosives, humides de solvants organiques et facilement oxydables.
Pourquoi les disques comptent
Dans une cuve à double enveloppe, la chaleur n'entre que par la paroi. Plus la cuve est grande, plus le volume croît vite par rapport à la surface de paroi : les grandes charges sèchent donc plus lentement. Les disques creux règlent ce problème en plaçant de la surface chauffée à l'intérieur de la charge. Le ZYG-7.0 de SINOTHERMO offre 19,2 m² de surface d'échange principale, plus 5,77 m² supplémentaires sur l'arbre chauffé. Le ZYG-0.5 offre 3,2 m² et 0,9 m².
Une plus grande surface de chauffe signifie une vitesse d'évaporation plus élevée pour la même charge. La page produit indique une intensité de séchage typique de 15 à 20 kg d'eau par mètre carré et par heure. Considérez-la comme une plage pour les matières adaptées, non comme une garantie. Les vitesses réelles dépendent du produit, de sa viscosité en cours de séchage et du vide que la pompe peut maintenir.
Sécheur à disques, à râteau ou à pales
| Caractéristique | Sous vide à râteau | Sous vide à pales | Sous vide horizontal à disques |
|---|---|---|---|
| Surface de chauffe au-delà de l'enveloppe | Limitée | Pales creuses en coin | Disques creux sur arbre chauffé |
| Source de chaleur typique | 50–200 °C | 50–200 °C | 50–200 °C |
| Humidité finale typique | 3–10% | 3–10% | 3–10% |
| Idéal pour | Produits non collants, usage plus simple | Produits collants, qui croûtent et demandent un auto-nettoyage | Pâtes et purées où la surface de chauffe par litre compte |
| Série | ZPG, 300–6 000 L utiles | KJG, 3–110 m² | ZYG, 300–4 200 L utiles |
Pour la comparaison détaillée entre râteau et pales, lisez sécheur sous vide à râteau vs à pales et choix d'un sécheur à pales. En bref, le sécheur à disques mérite un essai lorsque votre produit sèche lentement dans une machine à râteau, ou lorsqu'il vous faut une cuve compacte pour une forte charge d'évaporation.
Dimensionnement de la série ZYG
| Modèle | Volume total (L) | Volume utile (L) | Surface d'échange principale (m²) | Moteur (kW) |
|---|---|---|---|---|
| ZYG-0.5 | 500 | 300 | 3.2 | 3–5.5 |
| ZYG-1.0 | 1,000 | 600 | 5.1 | 5.5–7.5 |
| ZYG-2.0 | 2,000 | 1,200 | 8.7 | 7.5–15 |
| ZYG-3.0 | 3,000 | 1,800 | 10.6 | 11–18.5 |
| ZYG-5.0 | 5,000 | 3,000 | 14.3 | 22–37 |
| ZYG-7.0 | 7,000 | 4,200 | 19.2 | 37–55 |
Les autres tailles de la série sont les ZYG-0.75, 1.5, 4.0 et 6.0. Les valeurs de conception standard sont une pression d'enveloppe de 0,8 MPa, une plage de pression de cuve de -0,1 à 0,15 MPa et un niveau sonore de 65 dB(A) ou moins. Tout ce qui sort de ces valeurs est précisé à la commande.
Voir le tableau complet sur la page produit du sécheur horizontal à disques sous vide.
Comment dimensionner : calculez l'eau à évaporer par charge (humidité initiale moins humidité finale, multipliée par la masse sèche), choisissez un volume utile adapté à la charge, puis vérifiez que la surface de chauffe peut assurer l'évaporation dans un délai acceptable. Un essai pilote donne la vitesse de séchage réelle.
Applications typiques
Le sécheur à disques est utilisé partout où un produit humide, thermosensible ou contenant des solvants doit devenir une poudre :
- Produits chimiques fins et intermédiaires : gâteaux de filtration et pâtes issus de la synthèse.
- Pigments et colorants : pâtes dont la teinte et la qualité des particules doivent être préservées.
- Intermédiaires pharmaceutiques : séchage à basse température en circuit fermé, avec récupération du solvant.
- Résines et poudres de polymères : matières thermosensibles qui ne doivent ni réticuler ni se dégrader.
- Additifs alimentaires, arômes et extraits : matières sensibles aux arômes nécessitant une basse température.
Ce qui peut mal tourner, et comment l'éviter
Croûtage sur les parois. Certaines pâtes forment une couche dure avant d'être sèches à cœur. Maintenez la vitesse de l'agitateur dans la plage qui garde le produit en mouvement, et envisagez un essai pilote pour repérer l'étape critique.
Agglomération. La matière humide peut former des boules sèches à l'extérieur mais pas à l'intérieur. L'action de broyage léger des disques aide, mais les produits très collants peuvent exiger une autre machine, comme un sécheur à pales sous vide.
Vide limité par la pompe. Le sécheur ne séchera pas en dessous du point d'ébullition que le système de vide peut soutenir. Dimensionnez la pompe et le condenseur sur la charge d'évaporation, pas sur la cuve.
Nettoyage entre produits. Les disques augmentent la surface, ce qui est excellent pour sécher mais plus difficile à nettoyer. Si vous enchaînez de nombreux produits, discutez dès le départ de l'accès au nettoyage avec le fournisseur.
Erreurs courantes à éviter
- 1.Choisir selon le volume total. Le volume utile représente environ 60 pour cent du volume total sur la gamme ZYG.
- 2.Choisir le sécheur à disques pour une poudre fluide. Si l'alimentation est déjà une poudre meuble, un sécheur rotatif sous vide à double cône ou un sécheur à ruban conique est généralement mieux adapté.
- 3.Utiliser l'intensité de séchage d'une autre machine. La plage de 15 à 20 kg/(m²·h) n'appartient qu'à cette machine et à cette classe de matières.
- 4.Oublier le condenseur et la pompe dans le devis.
- 5.Sauter l'essai pilote pour un produit collant ou moussant.
Un cycle de charge en pratique
Une charge typique dans un sécheur à disques sous vide passe par quatre phases, et les connaître aide à lire les données d'essai.
- 1.Montée en température. L'enveloppe, les disques et l'arbre portent le produit à sa température d'évaporation. Le vide est tiré en même temps. Cette phase consomme de l'énergie mais élimine peu d'eau.
- 2.Séchage à vitesse constante. L'eau libre s'évapore vite tant que le produit est encore humide et que le transfert de chaleur est à son meilleur. La majeure partie de l'eau part pendant cette phase. L'agitateur garde le produit en mouvement : aucune partie de la charge ne reste sur la paroi à cuire.
- 3.Séchage à vitesse décroissante. Lorsque l'humidité de surface s'épuise, la vitesse diminue car l'humidité doit diffuser depuis l'intérieur des particules. C'est là que les derniers pour cent d'humidité prennent une part disproportionnée du temps de charge.
- 4.Finition et déchargement. Le produit est amené à l'humidité visée, le vide est cassé avec de l'air ou de l'azote, et la poudre est déchargée.
Comme la phase à vitesse décroissante décide souvent du temps de cycle, l'humidité finale visée compte. Spécifier 3 pour cent au lieu de 8 pour cent peut allonger sensiblement la charge ; fixez donc la cible selon les besoins du procédé aval, pas par habitude.
Un exemple de dimensionnement chiffré
Les chiffres ci-dessous sont illustratifs, ce ne sont pas des données client.
Un producteur a 600 kg de pâte humide par charge à 55 pour cent d'humidité et veut une poudre à 5 pour cent d'humidité.
- Matière sèche : 600 x 0,45 = 270 kg
- Masse finale à 5 pour cent d'humidité : 270 / 0,95 = environ 284 kg
- Eau à évaporer : 600 - 284 = environ 316 kg
Si la vitesse de séchage moyenne était de 15 kg d'eau par mètre carré et par heure (le bas de la plage indiquée sur la page produit), une machine de 8,7 m² de surface de chauffe principale aurait besoin d'environ 316 / (15 x 8,7) = 2,4 heures d'évaporation, plus la montée en température et le déchargement. Dans cet exemple, un ZYG-2.0 (1 200 L utiles, 8,7 m²) contiendrait confortablement la charge. Un projet réel doit confirmer la vitesse de séchage par un essai, car le comportement de la pâte, le moussage et le croûtage peuvent la faire varier bien au-dessus ou en dessous de ce chiffre.
Matériaux de construction et options à discuter
Les pièces en contact avec le produit sont normalement en acier inoxydable, et le choix de la nuance, de l'état de surface et des joints dépend du produit. Lors d'une demande de devis, soulevez ces points tôt :
- Matériau en contact avec le produit : résistance à la corrosion si l'alimentation contient des acides, des chlorures ou des solvants.
- Type de garniture d'arbre : une étanchéité au vide fiable est essentielle, surtout avec des solvants.
- Fluide caloporteur : vapeur, eau chaude ou huile thermique, avec sa température et sa pression sur votre site.
- Condenseur et pompe à vide : dimensionnés pour la charge d'évaporation et le solvant.
- Protection contre les explosions : si des solvants inflammables sont présents, précisez la zone et la méthode d'inertage.
- Accès au nettoyage : trous d'homme, boules de lavage ou autres dispositions pour le changement de produit.
Testez avant d'acheter
SINOTHERMO exploite un laboratoire d'essais pilotes payant où les sécheurs par conduction sous vide peuvent être testés sur votre matière. Vous pouvez demander un essai pilote pour obtenir le temps de séchage, l'humidité finale, la qualité de la poudre et des observations sur le collage ou le moussage. Les données d'essai vous appartiennent, quel que soit le fournisseur que vous choisirez.
Pour aller plus loin
- Guide du sécheur industriel sous vide
- Technologie de séchage par conduction
- Sécheur sous vide à râteau vs à pales
- Guide des sécheurs à pales et à disques
Questions fréquentes
À quoi sert un sécheur horizontal à disques sous vide ?
Il sèche sous vide des liquides, boues, pâtes et purées pour en faire de la poudre. Il est utilisé pour les intermédiaires chimiques, les pigments, les résines et les produits thermosensibles pour lesquels une basse température et une cuve scellée comptent.
En quoi un sécheur à disques sous vide diffère-t-il d'un sécheur à pales sous vide ?
Les deux ajoutent de la surface de chauffe grâce à des agitateurs creux. Le sécheur à pales utilise des pales creuses en coin avec une action d'auto-nettoyage, utile pour les produits collants. Le sécheur à disques utilise des disques creux sur un arbre chauffé, ce qui donne une grande surface de chauffe dans une cuve compacte.
Quelle humidité finale un sécheur à disques sous vide peut-il atteindre ?
La plage standard est de 3 à 10 pour cent d'humidité. Des valeurs plus basses dépendent du produit, du temps de séchage et du niveau de vide.
Quelle source de chaleur utilise un sécheur à disques ?
De la vapeur, de l'eau chaude ou de l'huile thermique, avec une température de source de chaleur de 50 à 200 °C.
Un sécheur à disques sous vide peut-il récupérer le solvant ?
Oui. La vapeur passe par un condenseur : le solvant peut donc être recueilli au lieu d'être rejeté.
Comment choisir la bonne taille de ZYG ?
Partez du volume utile de la charge et de l'eau à éliminer, puis vérifiez que la surface de chauffe suffit. Un essai pilote donne la vitesse de séchage réelle.
SINOTHERMO propose-t-il un essai avant l'achat ?
Oui. L'essai pilote est un service payant. Vous pouvez en faire la demande via la page de contact.
Mark Gu
Passionate about enhancing customer experiences and streamlining operations, Mark focuses on building strong relationships, fostering innovation, and leading teams to achieve exceptional service and efficiency.
E-mail: mark.gu@sinothermo.com
Téléphone: +86 18021972660
