Tout sur le mélange et la dispersion

Mélanger est le fait de réunir différentes substances en apportant de l’énergie. Il y a d’innombrables substances qui peuvent être mélangées de cette façon ; des substances de différentes compositions, et de différentes propriétés chimiques et physiques. Pour le bon mélange, il faut bien être au courant de, entre autres, la densité et la densité apparente des substances, car cela a de grande influence sur la consommation énergétique, la miscibilité, le niveau de dispersion et la stabilité du mélange.

Avec les appareils de mélange et d’autre outils de laboratoire, vous pouvez effectuer les processus suivants :

• Mélange
• Dissolution
• Émulsion
• Suspension
• Gazage
• Homogénéisation
• Intensification de l’échange de chaleur

Pour optimaliser les résultats, les meilleurs appareils à utiliser sont des agitateurs-secoueurs, des agitateurs magnétiques (avec ou sans chauffage) ou bien des agitateurs à hélices.

Lors de la dispersion, nous mélangeons au moins deux substances qui normalement ne se mélangent pas : elles ne dissolvent pas (ou presque pas) l’une dans l’autre et elles ne forment pas ou peu de liaisons chimiques. Lorsque nous dispersons, une substance en phase dispersée est répartie dans une autre substance en phase continue.

La dispersion est utilisée, entre autres, pour la production d’émulsions et de suspensions. Dans ces mélanges, la phase continue veut dire que les substances sont liquides. Lorsque nous produisons une suspension, nous répartissons finement des particules solides dans un liquide.

La disperseur ULTRA-TURRAX d’Ika est basé sur le principe du rotor-stator. Cela veut dire que le rotor est en mouvement avec une vitesse tangentielle élevée. Avec cette rotation, le fluide est aspiré vers le rotor et il est “pressé” vers l’extérieur à travers les dents du stator. C’est comme cela que nous dispersons l’échantillon.

Le disperseur ULTRA-TURRAX de Ika disperse à l’aide d’un broyage intensif et instantané des gouttelettes de liquide et des particules solides. Le but est d’obtenir les tailles les plus petites possibles. Une stabilité à long terme des dispersions est obtenue en utilisant des émulsifiants et des stabilisateurs appropriés.

Pour des dispersions de qualité optimale, le meilleur appareil à utiliser est le disperseur.

Il peut sembler que choisir le bon instrument pour votre application est très compliqué, ou qu’il y a trop de choix. C’est pour cela que nous avons créé l’article « Aide à la sélection du bon agitateur ou homogénéisateur » avec des questions à se poser lors de votre recherche, afin de vous aider à faire le bon choix.

Bien que leurs fonctions puissent sembler similaires, les disperseurs et les agitateurs à hélices présentent des différences importantes.

Dans cet article, nous vous donnons plus d’informations sur ces différences :

Les différences entre disperseurs et agitateurs à hélices

Ces dispositifs sont utilisés dans les laboratoires de chimie, dans l’éducation et dans le domaine scientifique.

Un agitateur magnétique permet de mélanger des liquides entre eux ou avec des poudres, et d’effectuer des dispersions et/ou des suspensions.

Un agitateur magnétique est composé de plusieurs éléments.

Il se compose généralement d’une plaque chauffante sur laquelle repose un récipient contenant le liquide à agiter.

Sur cette plaque, il y a un aimant intégré, et dans le récipient, une petite barre magnétique.

Lorsque la plaque chauffante est activée, l’aimant en dessous crée un champ magnétique qui fait tourner la barre magnétique dans le liquide.

Oui, une durée maximale de mise en marche n’est pas prescrite.

La distance maximale dépend du volume et de la viscosité du milieu. Par exemple,on peut compter jusqu’à 5 cm avec une faible quantité d’eau. La distance optimale est de 0 cm, lorsque le récipient est en contact avec la surface de pose de l’agitateur magnétique.

En général, les barreaux aimantés de 30 mm conviennent à la plupart des applications.

Les barreaux aimantés IKA sont recouverts de PTFE (téflon) et peuvent être stérilisés selon de nombreuses méthodes : par exemple, en autoclave ou en traitement à l’alcool ou au fongicide sont possibles.

L’agitateur magnétique supporte aisément le volume maximal d’eau en plus du poids du son récipient. Par exemple, le RCT basic transporte 20 kg d’eau plus un récipient de 20 litres (environ 5 à 10 kg), soit au total environ 25 à 30 kg !

Un agitateur magnétique est conçu pour travailler avec des solutions aqueuses ou a faible viscosité de max. 100 mPas.

Pour obtenir un mélange stable, la vitesse ne doit pas être trop lente. Les applications les plus courantes nécessitent une vitesse de rotation comprise entre 400 et 800 rpm.

L’humidité relative ne doit pas dépasser 80 %. La température ambiante doit être comprise entre + 5 °C et + 40 °C.

IKA fournit sur demande des systèmes antidéflagrants sur mesure pour des projets pilotes ou industriels.

Les agitateurs à hélice EUROSTAR de la ligne “control” n’affichent que la variation du couple. Elle s’accompagne généralement d’une variation de la viscosité du milieu. Ainsi, la viscosité ne peut pas être directement calculée en fonction cette information. Pour cela, il faut utiliser un viscosimètre.

Tous les agitateurs agitateurs à hélice IKA ont un cycle de fonctionnement de 100 %, c’est-à-dire qu’ils peuvent fonctionner sans interruption.

Tous les agitateurs à hélice IKA tournent dans le sens horaire, à l’exception de l’EUROSTAR 100 control qui tourne à la fois dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire. De plus, pour des applications particulières du client, il est possible d’incorporer une rotation en sens antihoraire sur la demande.

En ce qui concerne les modèles mécaniques, la vitesse est réglée au moyen d’une transmission à variation continue. Un couple plus élevé peut être obtenu directement sur une plage de vitesse plus faible en modifiant le rapport de transmission du mécanisme. Pour les modèles électroniques, la puissance de sortie est surveillée et contrôlée par un processeur. Cela garantit une plage de vitesse constante même en cas de variations de la viscosité.

Selon l’appareil, la quantité (H2O) maximale varie de 20 ml à 200 litres. De même, la viscosité varie de 1 mPas à 150 000 mPas.

Dans le cas de l’eau, le diamètre du récipient doit être deux fois supérieur à celui de l’hélice et la hauteur deux ou trois fois supérieure à dernière. Dans le cas d’un milieu à haute viscosité, la pâle d’agitation doit être plus proche de la paroi du récipient.

La température ambiante doit être comprise entre 5 °C et 40 °C et l’humidité ne doit pas dépasser 80 %.

Si vous ne devez broyer que de petites quantités d’échantillons jusqu’à 40 ml, le broyeur Tube Mill Control est amplement suffisant. Pour des quantités d’échantillons plus importantes, ou pour alterner entre petites et grandes quantités, il est préférable d’opter pour le modèle Tube Mill 100 Control. Vous pouvez y utiliser des caspules de broyage de 40 ml ainsi que celles de 100 ml.

Les échantillons peuvent être broyés à des tailles de particule allant de 1 à 100 μm selon l’échantillon.

Le broyeur Tube Mill Control est capable de broyer même un seul grain.

Les fragments de départ doivent avoir un diamètre maximum de 1 cm.

Plus vous avez d’échantillons à broyer, plus il est intéressant d’utiliser des caspules jetables avec un Tube Mill. Cela représente un gain de temps considérable puisque le nettoyage fastidieux des chambres n’est plus nécessaire. Cela permet également d’éviter les contaminations croisées, rendant ainsi vos résultats plus fiables.

Les couteaux incurvés réduisent l’accumulation de matière broyée sur le bord de la chambre pour améliorer le mélange et le broyage des échantillons. Les couteaux en titane sont destinés aux applications où aucun métal lourd (Cr ou Ni) résultant de l’abrasion du batteur en acier inoxydable ne peut contaminer l’échantillon dans le Tube Mill.

La durée du processus de broyage détermine le degré de broyage. Plus le broyage dans le Tube Mill sera long, plus votre échantillon sera fin. Les degrés de broyage nécessaires varient d’un échantillon à l’autre.

Les bols de broyage du Tube Mill peuvent être autoclavés avant chaque utilisation.

Les caspules de broyage jetables sont en PP, la lame est en acier inoxydable AISI 301 et le joint en PA. Pour les caspules de broyage réutilisables, le bol de broyage et le couvercle sont en PA, tandis que la cuve intérieure est en acier inoxydable (AISI 316L).

Oui, les caspules de broyage peuvent être utilisées avec de la neige carbonique.

Les caspules de broyage jetables ne doivent être utilisées qu’une seule fois afin d’exclure toute contamination croisée.

Voici les questions à se poser :

1. Quelle est la vitesse ou force centrifuge relative la plus élevée que vous devez atteindre pour vos échantillons pour votre flux de travail ?
2. Quelles tailles de tube d’échantillon utilisez-vous dans votre laboratoire ?
3. Vos échantillons ont-ils besoin d’être gardés au frais pendant la centrifugation ?
4. Les caractéristiques de sécurité sont-elles importantes dans votre laboratoire ?
5. Combien de tubes voulez-vous centrifuger en une fois ?

Vous trouverez plus d’informations dans notre actualité à ce sujet :

Sélectionner la bonne centrifugeuse

Oui, c’est possible ! Vous pouvez disperser des matériaux abrasifs, cependant un changement fréquent du roulement est nécessaire. De plus, l’arbre et la broche peuvent s’user rapidement dans ces conditions.

Oui, c’est possible, à la condition que vous ayez traité l’échantillon dans un liquide. Par contre, il n’est pas possible de de disperser un échantillon dans de l’azote liquide.

Pour éviter la formation de mousse lors de la dispersion, nous vous conseillons d’utiliser un disperseur ULTRA-TURRAX® de la marque IKA, en combinaison avec des outils “KV”. Ces outils sont des systèmes fermés, qui évitent la formation de mousse.

Les nouveaux outils de dispersion « dent de scie » (Saw Tooth, ou ST) et le T 50 digital d’IKA avec tête de coupe S 50 N – W 65 SK conviennent à cette application.

Vous pouvez nettoyer cet outil avec, par exemple, de l’acétone ou avec tous les produits de nettoyage courants.