Équipements de séchage sous vide : comment choisir selon la matière, la forme et l'échelle

Choisir un équipement de séchage sous vide revient surtout à se demander à quoi ressemble votre matière humide à l'entrée. Les liquides, boues et pâtes orientent vers des sécheurs agités ou à film, comme les sécheurs à râteau, à pales, à disques et à racleur à tambour. Les poudres et granulés meubles orientent vers des sécheurs à double cône, à ruban conique ou à plateaux continus. Les gâteaux humides qui peuvent être étalés sur des clayettes orientent vers une armoire sous vide statique. La taille de la charge et le besoin d'une ligne continue ramènent ensuite la présélection à une ou deux machines.

Contexte rapide : ce que couvre réellement l'expression « équipements de séchage sous vide »

Un équipement de séchage sous vide est tout sécheur qui élimine l'humidité ou le solvant d'un produit dans une cuve scellée maintenue sous la pression atmosphérique. Abaisser la pression abaisse le point d'ébullition du liquide : le produit peut donc sécher à une température bien plus basse qu'à l'air chaud. À 20 kPa absolus, par exemple, l'eau bout à environ 60 °C au lieu de 100 °C. C'est pourquoi cette technologie est le choix par défaut pour les matières thermosensibles, facilement oxydables, inflammables ou humides de solvants.

Presque tous les sécheurs industriels sous vide sont aussi des sécheurs par conduction : la chaleur atteint le produit à travers une paroi chauffée, un agitateur creux ou une clayette, non par un flux d'air chaud. Il n'y a pas de grand flux de gaz d'échappement pour emporter la vapeur ; ce sont donc un condenseur et une pompe à vide qui l'évacuent. C'est aussi pourquoi la récupération du solvant est réalisable avec cette famille d'équipements.

La conséquence pratique pour les acheteurs est qu'un « sécheur sous vide » n'est pas une seule machine. SINOTHERMO propose neuf configurations dans sa gamme de sécheurs par conduction et sous vide, et la bonne dépend de la forme de l'alimentation, du débit et du comportement du produit pendant le séchage. Pour une introduction générale au fonctionnement de la technologie, lisez d'abord notre guide du sécheur industriel sous vide. Cette page est l'étape suivante : choisir entre les machines.

Étape 1 : partir de la forme de l'alimentation

La question la plus utile est de savoir si la matière arrive sous forme de liquide pompable, de pâte ou de gâteau, ou de solide meuble.

Notez que plusieurs machines apparaissent pour les liquides et les pâtes. Elles ne sont pas interchangeables, et les étapes suivantes les départagent.

Étape 2 : par charges ou continu

La plupart des sécheurs par conduction sous vide fonctionnent par charges : chargement, mise sous vide, chauffage, séchage, déchargement. Le mode par charges convient à la production pharmaceutique et de chimie fine, où chaque lot doit être traçable et nettoyé entre deux produits.

Le fonctionnement continu est plus rare en séchage sous vide. Deux machines SINOTHERMO sont continues : le sécheur vertical à plateaux sous vide (poudres et granulés meubles circulant à travers des plateaux chauffés empilés) et le sécheur à racleur à tambour sous vide (un film mince de pâte prélevé par un tambour chauffé en rotation et raclé sous forme de flocons). Si votre usine fait tourner un produit jour et nuit, elles méritent un coup d'œil. Si vous produisez de nombreux produits en petits lots, restez sur des machines par charges.

Étape 3 : adapter la machine à la matière

Sécheurs agités par charges pour liquides, boues et pâtes

Trois machines de ce groupe partagent la même idée : une cuve scellée à double enveloppe chauffante avec un agitateur qui déplace le produit et, dans deux cas, ajoute de la surface de chauffe.

• Sécheur sous vide à râteau (série ZPG, 300 à 6 000 L de volume utile) : un râteau lent retourne la matière contre l'enveloppe chauffée. C'est la conception la plus simple et elle convient aux produits peu collants.
• Sécheur à pales sous vide (série KJG, 3 à 110 m² de surface d'échange) : des pales creuses en coin véhiculent le fluide caloporteur, ce qui ajoute de la surface de conduction et donne une action d'auto-nettoyage qui limite l'encrassement de l'arbre.
• Sécheur horizontal à disques sous vide (série ZYG, 500 à 7 000 L de volume total) : des disques creux sur un arbre chauffé ajoutent une grande surface de chauffe dans une cuve compacte.

Les trois fonctionnent avec une source de chaleur entre 50 et 200 °C et produisent une poudre à environ 3 à 10 pour cent d'humidité. Pour une comparaison directe des machines à râteau et à pales, voir sécheur sous vide à râteau vs à pales. Les conceptions à pales et à disques donnent plus de surface de chauffe pour une même taille de cuve, ce qui signifie généralement une charge plus courte pour les produits difficiles à sécher. Le râteau est l'option la moins complexe.

Sécheurs à film pour pâtes épaisses et collantes

Le sécheur à racleur à tambour sous vide (série GT) enduit un tambour chauffé d'un film mince qui sèche en un court temps de séjour. Il traite des matières épaisses et visqueuses difficiles dans d'autres équipements et produit des flocons à 5 à 8 pour cent d'humidité. Notre article sur le sécheur à racleur à tambour sous vide explique le principe de fonctionnement.

Séchage statique sur clayettes pour produits fragiles de haute pureté

Le sécheur statique à armoire sous vide (séries YZG et FZG) maintient des clayettes sur des étagères chauffées. Rien n'agite le produit : il reste intact et entièrement enfermé. La température de la source de chaleur est inférieure à 100 °C et l'humidité finale est généralement de 3 à 5 pour cent. La contrepartie est le temps de séchage, car la chaleur doit se conduire à travers un lit statique. Lisez étuve de séchage sous vide pour voir comment l'épaisseur du lit détermine le temps de charge.

Sécheurs de poudres et granulés qui mélangent aussi

• Sécheur rotatif sous vide à double cône (série SZG, 100 à 5 000 L) : toute la virole tourne et brasse doucement la charge. L'absence d'agitateur interne signifie un faible cisaillement et un nettoyage facile. L'humidité finale est inférieure à 5 pour cent. Voir sécheur sous vide conique et sécheur sous vide à cône rotatif pour le détail.
• Sécheur sous vide à ruban conique (série DZLG, 1,0 à 4,0 m³) : un agitateur à ruban creux dans un cône à double enveloppe brasse et chauffe en même temps, sans coins morts. L'humidité finale est de 3 à 5 pour cent.
• Sécheur vertical à plateaux sous vide (série PLG) : séchage continu de poudres et granulés meubles à travers des plateaux chauffés empilés, avec une source de chaleur inférieure à 200 °C et 3 à 8 pour cent d'humidité finale. SINOTHERMO a livré une unité PLG 1500 à 10 niveaux à une université pour des recherches sur le séchage de pâte de bambou, un exemple de son usage en pilote et en développement.

Étape 4 : dimensionner selon le volume utile et la surface d'échange, pas selon le volume de la cuve

Les fournisseurs indiquent volume total, volume utile et surface d'échange, et ce n'est pas la même chose. Un sécheur à râteau référencé ZPG-1000 a environ 600 L de volume utile. Un sécheur à disques référencé ZYG-1.0 a 1 000 L de volume total et 600 L de volume utile. Comparez les machines sur le volume utile pour la taille de charge et sur la surface d'échange pour la vitesse d'évaporation.

Une façon approximative de penser le temps de séchage : la charge d'évaporation est la masse d'eau à éliminer par charge. Divisez-la par la surface de chauffe et par une intensité de séchage réalisable, et vous obtenez les heures par charge. Par exemple, SINOTHERMO indique une intensité de séchage de 15 à 20 kg d'eau par mètre carré et par heure comme plage typique pour le sécheur à disques. Ces chiffres dépendent fortement de la matière ; considérez-les comme un point de départ et confirmez-les par un essai.

Étape 5 : décider ce que le système de vide doit faire

La sélection de l'équipement ne s'arrête pas au sécheur. Le système de vide fait partie de la spécification.

• Condenseur : nécessaire si vous voulez récupérer le solvant ou protéger la pompe de la vapeur.
• Type de pompe : à anneau liquide, à palettes ou sèche selon le solvant et le niveau de vide recherché.
• Niveau de vide : les sécheurs à râteau SINOTHERMO indiquent une plage de pression interne de -0,095 MPa (manométrique) et au-delà. Un vide plus poussé abaisse encore la température de séchage mais exige une pompe plus grande et des étanchéités plus serrées.
• Source de chaleur : vapeur, eau chaude ou huile thermique, selon la température voulue. La plage standard est de 50 à 200 °C.

Un exemple de sélection chiffré

Prenons une pâte pigmentaire à 60 pour cent d'humidité qui fonce au-dessus de 90 °C, produite en lots d'environ 500 kg.

1. 1.La forme d'alimentation est une pâte : la présélection comprend donc le râteau, les pales, les disques, le racleur à tambour ou les clayettes.
2. 2.Le produit est fabriqué par lots : le mode par charges convient.
3. 3.Comme il est thermosensible, la source de chaleur doit rester basse, et le vide permettra de sécher bien en dessous de 90 °C de température produit.
4. 4.Une pâte à cette charge exige beaucoup de surface de chauffe par charge, ce qui favorise un sécheur à pales ou à disques plutôt qu'à râteau.
5. 5.Un essai sur une machine à pales et une machine à disques confirmerait ensuite le temps de séchage, le comportement au croûtage et la qualité de la poudre avant la décision d'achat.

C'est un exemple chiffré avec des valeurs illustratives, pas un résultat client. Le principe : la présélection des machines vient de la matière et le choix final vient des données d'essai.

Erreurs courantes à éviter

1. 1.Choisir selon le volume de la cuve plutôt que selon le volume utile et la surface de chauffe. Une cuve plus grande ne sèche pas plus vite. La surface de chauffe, si.
2. 2.Ignorer le comportement de la matière entre l'état humide et l'état sec. Beaucoup de pâtes passent par un stade collant ou croûteux. Un sécheur à râteau ou à clayettes peut peiner là où un sécheur à pales ou à disques à auto-nettoyage n'a aucun problème.
3. 3.Spécifier le sécheur sans le condenseur ni la pompe. Le sécheur ne performera qu'à la mesure du système de vide qui le sert.
4. 4.Choisir une machine continue pour une usine multiproduit. Les sécheurs continus sont efficaces pour un seul produit et pénibles à nettoyer entre deux produits.
5. 5.Sauter l'essai. Deux échantillons de même teneur en humidité peuvent sécher très différemment. Un essai pilote est le moyen le moins cher d'éviter une erreur coûteuse.
6. 6.Ne pas indiquer le solvant. Les solvants inflammables ou toxiques modifient les exigences de pompe, d'étanchéité et de protection contre les explosions.

Ce qu'il faut joindre à une demande de devis

Pour obtenir une proposition utile, envoyez :

• Nom de la matière, forme d'alimentation et viscosité ou granulométrie approximative
• Humidité initiale et cible, ou solvant résiduel
• Taille de la charge, ou débit horaire en continu
• Température maximale admissible du produit
• Type de solvant, le cas échéant, et nécessité d'une récupération
• Source de chaleur disponible (pression de vapeur, eau chaude ou huile thermique)
• Toute exigence d'hygiène, de nettoyage ou de protection contre les explosions

Testez avant de spécifier

SINOTHERMO réalise des essais pilotes payants en séchage sous vide et par conduction, afin que vous puissiez comparer les types de machines sur votre propre matière avant de vous engager. Vous pouvez demander un essai pilote ; les données que vous recevez, dont le temps de séchage, l'humidité finale et le comportement de la poudre, vous appartiennent et servent à comparer les propositions de n'importe quel fournisseur. Si vous hésitez encore entre technologies, comment choisir un sécheur industriel traite la décision plus large.

Conclusion

Partez de la forme de l'alimentation, tranchez entre charges et continu, puis comparez les deux ou trois machines retenues selon le volume utile et la surface de chauffe. Traitez le condenseur et la pompe à vide comme partie intégrante du choix, et confirmez-le par un essai. Notre page technologie de séchage sous vide et notre page séchage par conduction donnent les principes sous-jacents.

Questions fréquentes

Quel est le meilleur équipement de séchage sous vide pour les matières thermosensibles ?

Il n'existe pas de meilleure machine unique. Pour les poudres, un sécheur rotatif sous vide à double cône est doux, car il brasse la charge sans agitateur interne. Pour les pâtes et les boues, un sécheur à pales ou à disques offre une grande surface de chauffe à basse température. Pour les produits fragiles de haute pureté, un sécheur statique à armoire sous vide évite toute contrainte mécanique. Dans tous les cas, le vide permet au produit de sécher bien en dessous de son point d'ébullition normal.

Quelle est la différence entre un sécheur sous vide et une étuve sous vide ?

Une étuve sous vide est généralement une chambre statique à étagères, utilisée pour de petites charges et le travail de laboratoire. Les équipements de séchage sous vide industriels comprennent des conceptions agitées, rotatives et continues conçues pour des volumes de production. Le sécheur statique à armoire sous vide est l'homologue industriel de l'étuve sous vide.

Un équipement de séchage sous vide peut-il récupérer les solvants ?

Oui. Comme la vapeur sort par un condenseur plutôt que par un flux d'échappement chaud, le solvant peut être condensé et recueilli. La taille du condenseur et la température du liquide de refroidissement dépendent du solvant.

Comment savoir si j'ai besoin d'un sécheur sous vide par charges ou continu ?

Si vous fabriquez plusieurs produits par lots et nettoyez entre eux, les machines par charges conviennent. Si vous faites tourner un produit en continu à débit constant, le sécheur vertical à plateaux sous vide ou le sécheur à racleur à tambour peut convenir. Une machine continue est plus difficile à faire passer d'un produit à l'autre.

Combien coûte un équipement de séchage sous vide ?

Le prix dépend de la taille, de la surface de chauffe, des matériaux de construction et du système de vide. Nous ne publions pas de prix catalogue car les configurations varient beaucoup. Envoyez les informations ci-dessus et nous préparerons un devis.

Combien de temps dure une charge de séchage sous vide ?

Cela dépend de la charge d'évaporation, de la surface de chauffe, du comportement du produit et du niveau de vide. La surface de chauffe et l'intensité de séchage du produit déterminent la durée de la charge, et un essai pilote est le moyen fiable de la mesurer.

SINOTHERMO propose-t-il du séchage à façon ?

Non. SINOTHERMO construit et vend des équipements de séchage et propose des essais pilotes payants afin que vous puissiez valider un procédé avant d'acheter.