Tamisage à jet d'air de matériaux en vrac

L'analyse de la taille des particules et la distribution granulométrique sont des critères importants pour le contrôle qualité des matériaux en vrac. Dans un processus de production en cours, les résultats d'un contrôle qualité doivent être disponibles rapidement afin de permettre un ajustement immédiat des paramètres de production. En fonction de la granulométrie attendue et du volume d'échantillon, différentes méthodes de tamisage et différentes tamiseuses conviennent pour l'analyse. La méthode utilisée pour l'analyse granulométrique est principalement déterminée par la finesse du matériau à tamiser. Les méthodes classiques de tamisage des produits en vrac avec des tamis vibrants, horizontaux ou à tapotement sont limitées aux tailles supérieures à 40 microns (µm). En utilisant des tamiseuses vibrantes pour le tamisage humide, il est possible de repousser la limite jusqu'à 20 microns (µm). Cependant, cette méthode implique la dispersion de l'échantillon dans un liquide, la filtration après tamisage, le séchage puis le pesage des fractions obtenues.

Principe du tamisage à jet d'air

Pour le tamisage à sec d'échantillons dont la taille des particules est inférieure à 40 microns, le tamisage à jet d'air est la méthode de choix. Il peut également être une alternative plus rapide au tamisage vibrant pour des tailles de particules allant jusqu'à 200 microns. Toutes les méthodes mentionnées ici conviennent pour déterminer la taille des particules (fraction de tamis) ainsi que la distribution granulométrique d'un échantillon. Contrairement à d'autres méthodes, le tamisage par jet d'air est généralement effectué avec un seul tamis. Avec l'échantillon, le tamis est placé sur la tamiseuse et recouvert d'un couvercle. Un aspirateur industriel puissant génère un fort jet d'air qui disperse les particules sur le tamis à travers la buse à fentes tournant sous la maille du tamis. Ainsi, les particules sont dispersées à chaque rotation et sont réparties sur toute la surface du tamis. Maintenant, deux effets se produisent :
 

1. Le jet d'air provoque une nouvelle orientation continue des particules sur la surface du tamis. Les particules dont la taille est inférieure aux ouvertures du tamis sont aspirées par l'aspirateur.
2. Lors de l'utilisation de tamis de 25 mm de hauteur, l'air entrant provoque l'impact des particules sur le couvercle, ce qui aide à détruire les agglomérats.

La vitesse de la buse qui tourne sous le tamis est généralement fixe. Cependant, une variation de la vitesse, comme celle offerte par l’AS 200 jet de RETSCH, peut être très utile. Les échantillons sensibles, par exemple, doivent être tamisés à basse vitesse pour minimiser les contraintes sur le matériau. Cela peut être encore réduit en utilisant un tamis de 50 mm de hauteur, car l'impact de l'échantillon contre le couvercle est moins fort. Pour les échantillons qui ont tendance à s'agglomérer, le tamisage à grande vitesse est plus efficace. La fréquence d'impact des particules contre le couvercle est considérablement augmentée et même les agglomérats forts sont dissous après de courts temps de tamisage.

Reproductibilité et performance

Les tamis à mailles fines sont particulièrement sensibles aux particules dites à mailles proches qui bloquent la gaze du tamis. Cela a non seulement un effet négatif sur les résultats du tamisage, mais entraîne également une usure prématurée du tamis. La fonction Open Mesh de l’AS 200 jet s'est avérée être une caractéristique très utile pour maintenir les performances du tamis et, par conséquent, la reproductibilité des résultats et pour minimiser le temps et les efforts de nettoyage. Cette fonction permet à la buse de se déplacer selon le principe ‘’deux pas en avant, un pas en arrière’’, ce qui signifie que la buse avance d'abord de 20°, puis recule de 10° au lieu de tourner uniformément. Ainsi, les particules proches des mailles sont soufflées très efficacement de la gaze car aucun matériau se trouvant à la surface du tamis n'obstrue le jet d'air.

La figure montre la gaze d'un tamis de 45 microns après tamisage du sable de quartz avec et sans fonction Open Mesh. Il est clairement visible que certaines ouvertures de tamis sont bloquées par des particules là où le tamisage a été effectué sans la fonction Open Mesh alors qu'elle est complètement libre là où l'OMF a été activé. En nettoyant en douceur le tamis, cette particularité permet d'améliorer la reproductibilité de l'analyse du tamis ainsi que la durée de vie des tamis, par rapport aux autres tamiseuses à jet d'air.

Distributions de la taille des particules

Bien qu'un seul tamis puisse être utilisé avec la tamiseuse à jet d'air, il est toujours possible de déterminer la distribution granulométrique avec cet appareil. Deux méthodes différentes peuvent être utilisées pour cela :

1. Méthode standard : La quantité totale de matériau à tamiser est placée sur le tamis avec la taille de maille la plus fine. Après avoir tamisé et pesé la fraction, le surdimensionné est placé sur le tamis suivant plus grand et tamisé à nouveau. Cette procédure se poursuit jusqu'à ce que l'échantillon complet soit séparé en fractions.
2. ‘’Méthode suisse’’ : L'échantillon est d'abord divisé en nombre de classes de taille à déterminer, puis chaque partie est tamisée individuellement avec le tamis correspondant. Cette méthode ne peut fournir des résultats fiables que si la division de l'échantillon a été effectuée de manière représentative afin de maintenir identique la distribution granulométrique de tous les échantillons de parties. Les meilleurs résultats sont obtenus par des diviseurs d'échantillons rotatifs, tels que le PT100 de RETSCH, qui divisent le matériau initial en 6, 8 ou 10 échantillons identiques.

Pour la méthode standard, moins de matériau d'échantillon est nécessaire, alors que la méthode suisse est plus précise. L'évaluation logicielle facilite et accélère non seulement le traitement des données, mais élimine également les erreurs de l'utilisateur lors du transfert et du calcul des données. Le logiciel (par ex. EasySieve® de RETSCH) guide l'utilisateur tout au long du processus de tamisage. Il contrôle la tamiseuse et lit les données de pesage pour générer un protocole conforme aux normes.