Réalisation · Pilotes de procédés & développement chimique
Mélanger des fluides sensibles au cisaillement sous 200 bar : pilote d'injection et de mélange à faible cisaillement
Pour un leader de l'industrie manufacturière, Irian Mecatronics a conçu et fabriqué un pilote de R&D pour le dosage et le mélange de fluides complexes sous haute pression. L'équipement permet d'injecter un polymère sensible au cisaillement et une suspension abrasive à 200 bar, en préservant leur intégrité pour garantir la fiabilité des essais.
En bref
- Client
- Un leader de l’industrie manufacturière
- Domaine
- Développement de procédés
- Technique
- Dosage, mélange, injection de précision
01 — La question de recherche
Comment doser et mélanger avec précision des fluides fragiles ou abrasifs sous haute pression ?
De nombreux procédés en chimie fine, pharmacie ou science des matériaux exigent de mélanger des fluides aux propriétés antagonistes. Certains sont fragiles (polymères, émulsions, suspensions cellulaires) et se dégradent au moindre cisaillement mécanique ; d'autres sont abrasifs ou corrosifs et usent prématurément les équipements standards. Obtenir un mélange précis et répétable sans altérer les constituants est alors un défi qui sort du périmètre des catalogues. Notre client devait développer un nouveau procédé en mélangeant un polymère naturel, sensible au cisaillement, et une suspension abrasive, le tout à 200 bar. Les pompes standards échouaient systématiquement : soit elles dégradaient le polymère, ce qui faussait les essais et provoquait des bouchages, soit elles subissaient une usure accélérée.
Injecter et mélanger des fluides à haute pression avec une grande précision tout en leur imposant un cisaillement mécanique minimal pour préserver leur intégrité.
02 — Notre démarche
Une conception guidée par l'intégrité des fluides et la flexibilité des essais
Préserver l'intégrité des fluides sensibles et abrasifs
Le polymère se dégradait sous l'effet du cisaillement et la suspension usait les composants. Nous avons donc conçu un circuit d'écoulement entièrement laminaire, sans les coudes ni les vannes des systèmes standards. Cette approche à très faible cisaillement protège les fluides, garantit la validité des essais et prévient tout risque de colmatage.
Assurer un dosage précis et flexible
Pour explorer différentes recettes, le client devait pouvoir varier les débits et ratios de manière fine et indépendante. Nous avons intégré deux chaînes d'injection volumétrique distinctes, synchronisables électroniquement. Cette solution offre une flexibilité totale pour les protocoles R&D, contrairement à une pompe unique avec diviseur de flux, moins précise avec des fluides si différents.
Intégrer les fonctions dans un équipement ergonomique et sécurisé
L'équipement devait être facile à utiliser et à nettoyer en laboratoire. Toutes les fonctions (pompage, commande, sécurité HP) sont intégrées dans un châssis mobile unique. Les accès sont optimisés pour le remplissage, même avec des produits pâteux, assurant une mise en œuvre rapide et sûre pour les opérateurs.
03 — Caractéristiques techniques
| Pression maximale de service | 200 bar |
|---|---|
| Type de pompe | Double pompe d'injection volumétrique à pistons |
| Matériaux en contact avec les fluides | Acier inoxydable 316L |
04 — Autres applications
Votre procédé implique aussi des fluides fragiles ?
Pharmacie / Biotechnologies
Le dosage de suspensions de principes actifs ou de solutions de cellules vivantes exige un très faible cisaillement pour ne pas les dégrader. Le principe d'injection volumétrique et la précision du dosage resteraient, adaptés avec des matériaux de grade pharmaceutique et une conception sanitaire (NEP/SEP).
Agroalimentaire
Pour mélanger des produits texturés ou avec inclusions (crèmes, sauces) sans altérer leur structure, un pompage doux est essentiel.
Cosmétique
La préparation d'émulsions ou de gels contenant des actifs fragiles nécessite un mélange homogène sans casser les structures. La maîtrise du cisaillement et la précision du dosage sont directement transposables, en adaptant les matériaux et finitions de surface pour éviter les contaminations croisées entre lots.
Un ingénieur de notre bureau d’études vous répond dans les meilleurs délais.