Les particules de broyage augmentent la valeur
Face à la demande croissante de particules fines dans des secteurs tels que l’agroalimentaire et la chimie fine, la technologie de broyage ultrafin suscite un vif intérêt. Parmi les technologies de broyage ultrafin courantes, on trouve le broyage par jet d’air, le broyage colloïdal et le broyage à billes. Le broyage à billes est une méthode qui exploite l’énergie mécanique et les effets thermiques pour modifier la structure et les propriétés des matériaux par friction, collision et cisaillement. Il présente l’avantage de stabiliser les échantillons, de produire des produits de haute qualité, de réduire les coûts et d’être respectueux de l’environnement et non polluant. Il est largement utilisé pour le broyage de divers minéraux, produits alimentaires, pharmaceutiques et chimiques.
Le principe de fonctionnement d’un broyeur à billes repose sur la rotation du matériau autour de l’arbre, tandis que le plateau de support tourne en sens inverse. La combinaison de ces deux vitesses génère une force centrifuge qui soumet l’échantillon à une friction et un cisaillement suffisants, permettant ainsi d’obtenir une poudre ultrafine.
Les procédés de broyage à billes peuvent être classés en deux catégories : à sec et par voie humide, selon l’ajout ou non d’un milieu de dispersion liquide pendant le broyage. Le broyage à sec consiste à introduire directement des matières sèches dans le broyeur. Ce procédé présente des avantages tels qu’un cycle court, une utilisation simple et une faible consommation d’énergie, ce qui explique son utilisation répandue dans des secteurs traditionnels comme la transformation des céréales. Le broyage humide, quant à lui, nécessite l’ajout d’un milieu de dispersion à la matière. La pulvérisation s’effectue par friction, collision et impact entre le milieu de broyage et la matière. Bien que les paramètres et les conditions de fonctionnement du broyage humide soient plus complexes et nécessitent souvent l’ajout d’adjuvants de broyage, la structure de son équipement est relativement simple et le produit obtenu présente une bonne uniformité de broyage. Qu’il s’agisse d’un procédé à sec ou humide, le broyage ultrafin permet de transformer les matières premières alimentaires en poudres de différentes granulométries grâce à de puissantes forces de cisaillement, d’impact et de collision, répondant ainsi à divers besoins applicatifs.
Il existe de nombreux types de broyeurs à billes, et l’efficacité du broyage dépend de multiples facteurs, tels que la densité du matériau à broyer, le nombre et la taille des billes, la vitesse, la durée et la température de broyage, le rapport billes/matériau, le taux de remplissage, etc. La combinaison de ces variables induit une forte variation de l’énergie fournie par un broyeur à billes. À faible énergie, on observe uniquement une réduction de la taille des particules et une augmentation de la surface spécifique ; en revanche, à haute énergie (broyage à billes à haute énergie), on peut obtenir la rupture des liaisons chimiques et des réactions chimiques. Par conséquent, il est nécessaire de déterminer les conditions de broyage optimales en fonction de l’effet recherché.