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DISPOSITIF POUR LA PRODUCTION DE MATIERES DEVERSABLES.GRANULEUSES.
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Pour la production de matières déversables granuleu- ses, par exemple d'engrais granules, il est connu de transfor- mer une masse fondue anhydre ou ne renfermant q'une faible concentrée ''quantité d'eau, ou une bouillie/de sels, au moyen d'un dis- positif de pulvérisation approprié, par exemple de paniers per- forés de centrifuges à arbre horizontale ou vertical, en gout- telettes qui se solidifient en tombant librement dans une tour, La grosseur des granulés peut être modifiée par le nom- bre de tours des paniers et par le diamètre des trous qui doi- vent à peu près correspondre au diamètre des granules à pro- duire.
Ils peuvent, suivant le nombre de tours et suivant les propriétés - notamment la viscosité - de la bouillie ou de la masse fondue, être un peu plus grands ou un peu plus petite La grosseur des granulés ainsi obtenus est d'environ
5 à 7 mm au maximum, étant donné qu'il n'est pas possible, dans une tour d'une hauteur admissible, de solidifier une gouttelette d'un,plus ,,-rand diamètre. Cela a pour inconvé- nient que les masses fondues ou les bouillies de sels qui rep- ferment des substances solides dont les particules ont un diamètre-supérieur au diamètre des trous des paniers, ne se laissent que difficilement ou même pas du tout pulvériser du fait que les trous sont rapidement colmatés, même lorsque les proportions de substances solides sont faibles.
Des conditions analogues se présentent lorsque la pulvérisation d'une masse fondue de sels s'effectue non pas au moyen d'un
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panier de centrifuges mais par une tuyère,
Il est également connu de transformer en granulés une masse fondue ou une bouillie par projection sous forme d'un jet sur un disque horizontal en rotation. La masse fondue est happé& par le disque, projetée vers l'extérieur, pulvérisée, et solidifiée.ensuite dans une tour de séchage.
Les granulés ainsi obtenus présentent un très large spectre de grains. En outre, la matière qui n'arrive qu'en un cer- tain point sur le disque en rotation, n'est pas régulière- ment pulvérisée dans toutes les directions, ce qui fait que la tour n'est pas chargée uniformément. On ne parvient pas ainsi à solidifier les gouttelettes sûrement, de façon suf- fisante, pendant leur chute de sorte que les granules s'ag- glomèrent en partie lorsqu'ils arrivent au fond de la tour.
Dans les dispositifs de pulvérisation précités, les gouttelettes de liquide sont solidifiées pendant leur chute dans une tour de pulvérisation, le refroidissement et la solidification étant favorisée par un courant d'air ascendant.
Il est aussi connu de provoquer la solidification en recueil- lant les gouttelettes dans un liquide réfrigérant. Ce liqui- de doit répondre à certaines conditions. La matière solidi- fiée ne doit pas s'y dissoudre ; en outre, il doit présenter une faible tension de vapeur et être spéoifiquement plus lé- ger que les granulés. La solidification dans des milieux réfrigérants liquides offre l'avantage que le refroidissement est plus efficace, de sorte que les hauteurs de ohute peu- vent être sensiblement réduites.
Lorsqu'on utilise des centrifugeuses rotatives ou des disques rotatifs horizontaux, il est nécessaire de disposer de récipients récepteurs rela- tivement grands et de quantités de fluide réfrigérant en
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conséquence, les jets que donnent ces dispositifs ayant une longue portée et les gouttelettes de liquide se trouvant projetées de tous cotés.
Or, on a. trouvé qu'on peut transformer de façon sim- ple et en évitant les inconvénients précités, des bouillies de sels ou des masses fondues renfermant, le cas échéant, des substances solides, en matières déversables granuleuses, d'un spectre de grains ne dépassant pas certaines limites, en effectuant la pulvérisation dans un dispositif constitué par une cuve pour la masse fondue ou la bouillie de sel à pulvériser, avec conduite d'admission,et dans laquelle sont montés, en amont du fond suivant l'axe longitudinal de la cuve, sur un arbre rotatif, une hélice ou un disque au moins, qui pénètre au moins en partie dans le contenu de la cuve.
L'hélice aura la forme habituelle et connue des vis transporteuses. A la place de l'hélice on peut utiliser , un arbre sur lequel sont montés un ou plusieurs disques, ce qui a l'avantage qu'en cas d'endommagement d'une partie du dispositif, il suffit de remplacer le disque défectueux au lieu de toute une hélice. On peut, selon l'invention, mon- ter sur l'arbre un disque d'une épaisseur assez forte ou, avantageusement, plusieurs disques d'épaisseur moindre.
On remplit la cuve de masse fondue ou de bouillie de manière que l'arbre se trouve 'au-dessus du niveau du liquide, mais que l'hélice ou le' disque plongent en partie dans le liquide.
L'arbre est mis en marche. l'hélice ou le disque entraînant alors une partie du liquide qui est projeté vers l'extéri- eur par la force centrifuge tout en étant transformé en gouttelettes qui sont ensuite solidifiées, par exemp..i dans une tour de pulvérisation au moyen d'air froid ou pa@ intro- duction dans un liquide froid.
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Le dispositif conforme à la présente invention peut, de façon simple, être adapta aux conditions qui se présentent dans chaque cas, par exemple propriétés de la bouillie ou de 'la masse fondue à pulvériser, telles que viscosité, teneur en substances solides, etc., débit désiré, grossuer des. graine* On a à cet effet différentes possibilités.
C'est ainsi qu'on peut influer sur le débit en faisant plus ou moins pénétrer l'hélice ou les disques dans la masse fondue et/ou en Modifiât le nombre de tours de l'arbre, la profon- deur du filet ou encore le nombre de disques montée sur l'arbre. le débit eat d'autant plus grand que la pénétration est plue forte, que le nonbre de tours est plue élevé et que la profondeur du filet est plus petite. Le diantre de la vis sans fin ou des disques influe également sur le débit.
Pour obtenir un débit satisfaisant, il sera d'au moins 10 on.
Lorsqu'on désire des débits élevés, le diamètre pourra aller jusqu'à 1 mètre et titre plus. La profondeur du filet doit être calculée, entre autres, d'après le diemètre choisi.
Pour d'assez grands dismètres. elle sera avantageusement plus grande que pour de petits diamètres. Elle dép@nd toute- fois également de la viscosité de la masse fondue ou de la bouillie à pulvériser, de leur teneur en particules solides et de la grosseur de ces dernières. Il est par exemple indi- qué, dans le cas de masses fondues très visqucuese, d'une forte teneur en substances solides sous forme de grains as- sez grossiers, d'utiliser des vis sans fin à filet relative- ment profond. Suivant le diamètre de l'hélice et la nature de la masse fondue, cette profondeur peut varier entre 2 mm et 10 cm. L'épaisseur du matériau dont on fait l'hélice, influe également beaucoup sur la qualité du produit.
Plus
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ce matériau est mince - certaines limites devant naturelle- ment être maintenues pour assurer la stabilité dt: forme - plus la forme du grain est régulière.
Lors de l'emploi de plusieurs disques, les inter- valles qui les séparent seront avantageusement calcules en fonction de leur diamètre. l'intervalle étant d'autant plus grand que le diamètre est plus élevé. de rapport entre diamètre et intervalles dépend de la viscosité de la masse fondue à pulvériser, de sa teneur en particules solides et de la grosseur de ces dernières.
Les disques peuvent être plans ou présenter une au tre forme, Par exemple, leur bord peut être ondulé ou, avn tageusement, denté. Les disques peuvent être séparés l'un de l'autre par une distance ou être disposes par paires de manière qu la distance d'une paire à l'autre soit plus grande que celle entre deux disques formant la paire. En- employant des disques profiles comme décrit plus haut, on obtient un grain particulièrement régulier. lies grandeurs variables qui viennet d'être énumérées, influent non seulement sur le débit et sur la forme du grain, mais également sur le diamètre de ce dernier.
On établira par des essais les valeurs optimales pour chaque masse fon- due ou bouillie de sel en tenant compte du diamètre de . graine désire.
La profondeur de pénétration de l'hélice ou des dis- ques dans la masse fondue influant sur la grosseur des gra- nulés à produire, on devra veiller à ce que le niveau do la masse fondue reste assez constant au cours de la pulvérisa- tion. On peut, dans ce but, faire arriver dans la cuve de la masse fondue dans la même proportion qu'il en est projeté.
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On introduira toutefois de préférence une quantité supérieure à celle qui est pulvérisée dans une unité de temps, l'excès étant évacué à l'aide d'un trop-plein.
Etant donné que l'hélice ou les disques projettent presque sur tout leur pourtour, sauf sur la partie qui péné- tre dans le liquide, des gouttelettes d'un diamètre d'autant plus petit que le nombre de tours ont élevé, on peut, ce qui n'était pas possible avec les dispositifs connus jusqu'à présent, préparer une matière déversable granuleuse du spac- tre des grains désiré. On obtient ce résultat en disposant sur les côtés longitudinaux de la cuve deux tôles de recouvre- ment réglables qui empêchent les gouttelettes trop grossières ou trop fines de sortir et les ramènent à l'état liquide dans la cuve d'où elles sont dispersées à nouveau. Par régla- ge des deux tôles, on peut modifier à volonté la largeur du spectre des grains.
Le dispositif conforme à la présente invention peut être monté, par exemple, dans la partie supérieure d'une tour de pulvérisation rectangulaire. La longueur des cuves est calculée de manière qu'elle corresponde à peu près à la largeur de la tour de pulvérisation qui est ainsi particuli- èrement bien utilisée. Etant donné qu'avec le dispositif @ qui vient d'être décrit, la masse fondue n'est projetée que d'un seul côté, on peut aussi monter le long do la tour de pulvérisation plusieurs dispositifs de ce genre séparés par une faible distance, ce qui n'est, par exemple, pas possible avec une centrifugeuse qui projette le liquide dans toutes les directions.
Il va sans dire que le dispositif peut aussi être monté dans une tour de pulvérisation à section oircu- laire, Le dispositif selon l'invention, offre des avantagea
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particuliers lorsqu'il s'agit de solidifier les gouttelettes dans un liquide. Etant donné qu'il se forme dans ce cas, notamment lorsqu'on utilise les tôles de recouvrement préci- tées, un faisceau dirigé de jets de liquide, le récipient peut avoir de bien plus faibles .dimensions et les quantités de liquide réfrigérant être, en conséquence, plus petites que lors de la pulvérisation à l'aide de centrifugeuses ou de disques rotatifs horizontaux.
Pendant la marche du dispositif conforme à la pré-- sente invention, il peut se présenter l'inconvénient, notam- ment lorsqu'on pulvérise des masses fondues chauffées seule- ment peu au-dessus de leur .point de solidification, que l'hé- lice ou les disques en rotation ne dispercent pas-la totalité de la matière à pulvériser,.,mais en retiennent une partie qui se solidifie. La pulvérisation peut ainsi être entravée ou même être arrêtée complètement.
Pour ne pas être obligé de renoncer aux avantages qu'offre, une pulvérisation de mas- ses fondues à une température peu supérieure à leur point de solidification, on peut continuellement ou périodiquement arroser l'hélice ou les disques de vapeur d'eau s'échappant de nombreux petits trous d'un tube monté parallèlement à l'arbre, pratiqués sur le coté faisant face à ce dernier.
Le tube peut se trouver au-dessus du niveau du liquide. De manière'inattendue, on parvient toutefois également à empê- cher une formation de dépôts sur l'hélice ou les disques, ou à enlever des dépôts qui se seraient déjà formés, en montant le tube au-dessous du niveau du liquide On évite également une formation de dépôts en chauffant l'arbre et ainsi l'héli- ce, par exemple on agençant l'arbre en arbre creux et en le chauffant à la vapeur. -Pane ce cas, il faudra veiller à une
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bonne transmission de chaleur sur l'hélice, par exemple en soudant l'hélice entièrement avec l'arbre, ou en oonstrui- sant hélice et arbre d'une seule pièce.
- Le oao échéant, on pourra appliquer simultanément les doux masures décrites
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plus haut pour empêcher âcs p4i:.
A titre indicatif, mais nullement limitatif, on a. représenté au dessin annexé (figures 1 à 9) des exemples de réalisation du dispositif selon 1'invention*
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La. figure 1 est une vue schétnatique on coupe trans- verzalu d'un dispositif de pulvérisation selon l'invention, équipé d'une hélice. La fijture 2 est une vue en coupe lon- gitudinale du mtme d1uoaitit. Dans les deux figures, lux parties qui ac correspondent août ddoigndea par les m6nea chiffras.
La mü$Sû fondue ou la bouillie à pul.vrioox est pompée, d'un récipient -réservoir non reprE.zntc au dessin, dans la cuve 1, en passant par la conduite 2. La propor- tion non pulvérisa quitte la cuve par le trou-plein 3 dû
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hauteur rnelablo et est ramenée au réservoir* Un amont du fond de la cuve est monté l'arbre horizontal 4, à une hau- teur telle que l'hélice 5 qu'il porte, plonge en partie dans le liquide 6 contenu dans la cuve.
La profondeur de pénétration est réglée par le trop-plein 3 à hauteur régla- blet L'arbre avec l'hélice est entraîné par le moteur 9 et tourne dans le sens de la flécha (et, fig. 1). L'hélice entraîne une partie du liquide et la projette hors de la
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ouvé, A l'aide dcs plaques de recouvrement 7 déplaçables, les gouttelettes trop grandes ou trop petites sont retenues
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et seulement colles qui présentent, après solification, la grosseur Voulue, quittent la cuve par l'orifice 8. La position voulue dos plaques de recouvrement 7 pourra être déterminée de façon simple. empiriquement, par tamisage du produit obtenu.
Parallèlement à l'arbre 4 et au-dessus du niveau du liquide, on a monté le tube 10 qui présente un grand nombre de troua 11 faisant fa@s à l'hélioe 5. La vapeur s'échappant de ces troua passe sur l'hélice 5 en rotation.
Les dépôts qui se aéraient déjà formés sont ainsi enlevés, ou bien une formation de dépota est dès le début évitée.
Le dispositif représenté en coupe longitudinale sur la figure 3 se distingue des dispositifs selon lea fi- gures 1 et 2 en ce que l'arbre 191 et également 1'hélice 113 peuvent être chauffés pour éviter une formation do dépôts.
L'arbre 111 est agencé en arbre creux présentant un plus grand diamètre que l'arbre d'après.les figures 1 et 2.
Dans cet arbre est inséré le tube à vapeur 114. Le conden- sat formé dans l'arbre est évalué par le tube 115. Les orfices d'entrée dos tubes 114 et 115 dans l'arbre 111 sont rendus étanches par les presses-étoupes 112. Pour assurer une bonne transmission de la chaleur, l'hélice et l'arbre sont entièrement soudés entre eux ou constituent une seule pièce.
La figure 4 montre un agencement d'après lequel les gouttelettes pulvérisées à l'aide du dispositif solon l'invention sont solidifiées en étant recueillies dans un liquide réfrigérant, Les gouttelettes projetées hors du dispositif 211 sont captées dans le réservoir 212 rempli du
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liquide réfrigérant 213. Les granulée sont évacuas par le sas à cellule 214, séparés d'avec le liquide réfrigérant sur la centrifugeuse 215 et amenés au lieu d'utilisation par la bande transporteuse 216.
Le liquide réfrigérant sortant do la centrifugeuse arriva dans le récipient 217 d'où il retour- ne, en passant par le réfrigérant 218, dans le récipient 212, Par la conduite 219, on évacue en outre, do la partie supé- rieure du récipient 212, du liquide réfrigérant qu'on Intro- duit dans le récipient 217 ; il est ramené, en passant par le réfrigérant 218, dans le récipient 212, La température du liquide réfrigérant dans le récipient 212 est ainsi main- tenu au degré désiré,
La figure 5 est une vue schématique en coupe longi-- tudinale d'un dispositif dans lequel la masse fondue est pul- vérisée à l'aide de disques montés sur un arbre.
La masse fondue ou la bouillie à pulvériser est pompée du récipient-réservoir (non représenté au dessin), à travers la conduite, dans la cuve 301. La proportion non pulvérisée quitte la cuve par le trop-plein 303 do hauteur réglable et est ramonée au récipient-réservoir. En amont du fond de la cuve est monté l'arbre horizontal 304 à une hauteur telle que les disques 305 qu'il porte plongent en partie dans le liquide contenu dans la ouve, La profondeur d'immersion est réglée par le trop-plein 303. L'arbre est entraîné par le moteur 309 réglable sans graduation. Les disques entraînent unepartie du liquide et la projettent hors de la cuve.
Par les plaques de recouvrement déplaçables (cf. fig. 1).les gouttelettes trop grossières ou trop petites sont retenues, de sorte que soûles colles donnante par solidification, des grains de la grosseur désirée,
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quittent la cuve par l'ouverture qui reste. La position voulue des plaques de recouvrement pourra être déterminée de façon simple, empiriquement, par tamisage du produit obtenu.
Pour éviter des dépôts, on a prévu parallèlement 4 l'axe un tube 310 qui porte, montés à l'angle droit, plusieurs tubes de plus faible longueur présentant dos trous 311 à travers lesquels s'échappa de la vapeur d'eau qui passe sur les disques. Les dépôts déjà formés sont ainsi éliminés ou la formation de dépôts est évitée de prime abord.
Les figures 6 à 8 donnent différents exemples de réalisation desdisques. La figure 6 représente un disque lisse, la figure 7 un disque à bord denté et la figure 8 un disque à bord ondulé.
La figure 9 représente un arbre 411 sur lequel sont disposée, par paires, plusieurs disques 412. La distance 414 entre les différentes paires de disques est plus grande que la distance 413 entre deux disques formant une paire.
EXEMPLE 1
Dans une tour d'atomisation d'une hauteur de 26 m, d'une largeur de 4 m et d'une longeur de 20 m, on place un cuve 4 une hauteur d'environ 22 m, de sorte que la distance jusqu'au plafond de la tour est de 4 m environ. La cuve a une longueur de 3 m. et une largeur et une profondeur de 600 mm. L'arbre monté suivant l'axe longitudinal de la cuve porte une hélice d'une profondeur du filet de 20 mm et d'un diamètre de 300 mm. Le matériau dont est fait l'hélice a une épaisseur de 2 mm. En amont de l'hélice est ménagé, comme représenté sur la figure 1, parallèlment à l'arbre
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ut au-dessus du niVt1'\u du liquide, un tube présentant de,3 troua. Pendant iz marche, l'hélice cet arrooée do vapeur de 1,5 atm.
(.';f1(:Qtt qui s'òhnppv dix trous. L'hélice plon.. gaz une profondeur do 80 nm dans la bouillie d'ammonitrate contenue dans la cuve, composée d'environ 64 du nitrate d' ammonium, do 34 de piorre à chaux broyée et do 2 % d'eau* L'arbre tourne t une vitesse d'cnvinon 230 - 250 tours/mnt 'Le nombre do tour peut etro réglé sans graduation à l'aide d'un engrqnaee, ot est adapté à la viscosité de la bouillie qui varie quelque peu nu cours de la pulvérisation, 300 t
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do bouillie sont déb1tÓspar jour à travers la cuve.
Le spectre de crains (ii, la matière pulvÓria60 est à peu près le suivant < 1,5 mm 5 %
1,5-2 mm 11 %
2-3 mm 71 %
3 - 3,5 mm
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>, jazz am 6 fi
Pour un spectre d'environ 1,5 à 3,5 mm, la matière renferme ainsi 89% de proportions conformes au typo. Par
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tamisage, on obtient au total environ 276 t d'ammonitrate.
Apres séchage jusqu'à une teneur résiduelle en eau d'environ
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1 % et'après poudrage avec du kieselguhr, l'emmonitrato renferme environ 22 % d'azote* Les proportions enlevées par tamisage, qui représentent environ 8 % de la quantité pulvérisée au total, sont à nouveau dissoutes dans la bouil- lie et pulvérisées.
Par contre, en utilisant pour la pulvérisation de la même bouillie, dans la même tour d'atomisation, des oen- trifugeuses horizontales usuelles seulement environ 70 à 75 %
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de la matière pulvérisée présentant une grosseur de grains d'environ 7,5 à 3,5mm.
EXEMPLE 2
Dans une tour d'atomisation d'une hauteur de 26 m, d'une largeur de 4 m et d'une longueur de 20 m, on a placé, à une hauteur de 22 m environ une cuve de pulvérisation d'une longueur de 3 m, et d'une largeur et d'une profondeur de 600 mm. La cuve est disposée, avec sen cote longitudinal, parallèlement à la petite paroi de la tour de pulvérisation.
L'arbre monté en direction longitudinale de la cuve, porte
270 disques plane d'une épaisseur de 2 mm,à bord lisse, séparés d'une distance de 8mm. Gomma représenté sur la fi- gure 5, on a prévu parallèlement à l'arbre un tube présentant des trous à travers lesquels s'échappe au cours de la pulvé- risation, en direction des disques, de la vapeur de 1,5 atm. effect.
Les disques ont un diamètre'de 300 mm et plongent à Lino profondeur de 80 mm dans la bouillie d'ammonitrate contenue dans la cuve, composés d'environ 64 % de nitrate d'ammonium., de 34 % de pierre & chaux broyée et de 2% d'eau.
L'arbre tourne à une vitesse de 200 à 300 trours/mn. Environ
350 t de bouillie sont pulvérisées par jour.
On obtient un produit présentant peu près la ré- partition granulométrique suivante < 1,5 mm 7% 1,5 - 2 mm 14%
2 - 3 mm 69
3 - 3,5 mm 7% @3,5 mm 3%
En limitant ce spectre 4 1,5- 3,5 mm, la matière renferme ainsi environ 90% de constituants conformes au
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type. Par tamisage, on obtient environ 322 t d'ammonitrat Apres post-séchage jusqu'à une teneur résiduelle en eau d'en- viron 1 % et poudrage avec du kieselguhr, le produit renferme environ 22 % d'azote.
La proportion enlevée, par tamisage qui représente environ 8 % de la quantité pulvérisée au total, est à nouveau dissoute dans la bouillie d'ammonitrate et pulvérisée.
EXEMPLE 3
En remplaçant les disques du dispositif utilisé à l'exemple 2 par des disques à bord denté comme représenté sur la figure 7, on obtient, dans des conditions par ailleurs identiques, un produit présentant à peu près le spectre de t grains suivant ; < 1,5mm 6%
1,5- 2 mm 8%
2 - 3 mm 78%
3 - 3,5 mm 5 % >3,5 mm 3 %
La matière renferme ainsi environ 91 % de constitu- ants conformes au type, la proportion de grains d'une gros- seur de 2 à 3 mm représentant 78 % contre 69 % lors de l'em- ploi- de disques à bord lisse. Le produit présente dono une granulométrie bien plus uniforme.
Après tamisage du produit on obtient environ 325 t d'ammonitrate. Le produit et la proportion enlevée par tami- sage qui représente environ 7 % de la quantité pulvérisée au total, sont traitéspar la suite comme décrit à l'exemple 1.