La plateforme PowdersAndGrains est composée d’un ensemble d’instruments de caractérisation et de pilotes instrumentés permettant de synthétiser, transporter et transformer la matière à l’état de solide divisé (poudres et grains).
A titre d’exemple, les équipements de cette plateforme et plus généralement de l’Ecole des Mines de Saint-Etienne, permettent de synthétiser des poudres par voie sèche (Traitement thermique, Broyage) et par voie liquide (cristallisation-précipitation, Cristallisation, Transport de suspensions, Atomisation, Filtration, Séchage), de faire de la logistique (Transport pneumatique ou en suspension, stockage), de la formulation (Granulation, Mélange), de la mise en forme (Compaction, Frittage, Fusion Laser, Hydratation, …) et de la conversion thermochimique (Réaction solide-gaz).
- Four tournant : présente l’avantage de contrôler à la fois la température et la pression partielle des gaz dans l’environnement de la poudre, tout en permettant un mélange continu et régulier de celle-ci. Le contact solide-gaz est ainsi optimisé, conduisant à un produit homogène, avec des durées de traitement réduites et un taux de production augmenté. Lors de la production, la transformation ou le transport de poudres, celles-ci peuvent subir des réactions solide-gaz, qui sont souhaitées ou au contraire sont à proscrire ou à limiter. La compréhension de ces réactions est alors nécessaire et la modélisation de leur cinétique est un outil essentiel pour la mise en œuvre et la maitrise des réacteurs industriels.
- Ligne de transport pneumatique : ligne pilote de transport pneumatique et hydraulique. La ligne est conçue pour reproduire tout le spectre des régimes de transport pour une large gamme de matériaux granulaires en contrôlant la perte de charge, le débit des phases fluide et solide, ainsi que la géométrie de la conduite. La particularité de cette installation est le contrôle fin de l’angle d’inclinaison de la ligne.
- Cristallisoir : produire des solides cristallins avec taille, forme et puretés contrôlées. Le cristallisoir est conçu pour reproduire les différents types de cristallisation : par précipitation, par évaporation, par refroidissement, en continu ou continu. Il est équipé de mesures in situ de spectroscopie infra rouge, une caméra microscope, une sonde de granulométrie et des sondes d’émission acoustique. Les données acquises sur le cristallisoir sont utilisées pour déduire les cinétiques de cristallisation couplés à des bilans population mais aussi à la mécanique des fluides du réacteur.
- Colonne à bulles : réactive utilisée pour la cristallisation de solides de granulométrie contrôlé. Les paramètres opératoires taille des bulles, nombre de bulles.
- Autres opérations unitaires :
- Presse
- Pots vibrants
- Mélangeurs
- Broyeurs
- Tamis
- Atomisation (partagé)