CLEVELAND, OH — Chez Forbes Chocolate, un dispositif automatisé de déchargement de sacs en vrac, piloté par un système de contrôle par perte de poids et alimentant un convoyeur à vis flexible, introduit dans trois mélangeurs à ruban entre un quart et un tiers d’ingrédient principal en plus par équipe par rapport au déchargement manuel précédent de sacs de 50 lb (22,5 kg). Cela représente une augmentation de 1 500 lb/heure (675 kg/heure) avec le même nombre d'opérateurs.
La santé et la sécurité s'en trouvent améliorées, car les opérateurs n'ont plus à ouvrir, soulever et vider les sacs dans une station de déchargement. La zone de travail est désormais exempte de poussière, la poudre restant confinée depuis le sac en vrac jusqu'à la trémie au sol, puis au convoyeur à vis flexible et au convoyeur à vis sans fin qui alimente trois mélangeurs à ruban. La poudre est ainsi protégée contre toute contamination.
Le système automatisé de déchargement de la poudre de cacao se compose d’un châssis de déchargement de sacs en vrac d’une hauteur de 18’4″ (550 cm). Une poutre en I en porte-à-faux, sur laquelle reposent un chariot et un palan à chaîne électrique, permet d’effectuer le chargement dans des espaces inaccessibles aux chariots élévateurs. Sous le châssis de déchargement, une trémie à haut débit d’une capacité de 1 cu ft (0,03 cu m) est raccordée à un convoyeur à vis flexible de 5 ft de long (150 cm), incliné à 23°, qui décharge le produit vers le convoyeur à vis sans fin via un adaptateur de transition et un soufflet de 12 in (30 cm) de long.
La quantité exacte de poudre s'écoulant du sac en vrac est dosée par un système de contrôle par perte de poids. Au fur et à mesure que le sac se vide, des capteurs de pesage situés sous chaque pied du châssis du déchargeur transmettent des signaux de perte de poids à un contrôleur monté sur le côté du châssis. Le contrôleur arrête le convoyeur à vis flexible dès que le poids du lot a été déchargé. Le convoyeur fonctionne à grande vitesse, puis à vitesse réduite avant de s'arrêter lorsque le poids cible du lot est atteint.
« Alors qu’auparavant, il fallait peser manuellement, disons, 500 livres (225 kg) d’ingrédient principal, il suffit désormais d’appuyer sur un bouton », explique Keith Geringer, vice-président chargé de la production chez Forbes. « Le déchargement est 50 % plus rapide. »
S'adapte aux espaces restreints
Le système devait s'intégrer dans un espace restreint ; Flexicon a donc fourni un convoyeur à vis flexible de type « poussant », dont le moteur de 5 hp est situé à l'entrée plutôt qu'à l'extrémité de déchargement, comme c'est habituellement le cas. Le moteur pousse la poudre au lieu de la tirer. La position basse du moteur contribue à un fonctionnement plus efficace du système de contrôle par perte de poids, en concentrant le poids du châssis et du convoyeur directement sur les capteurs de pesage.
Lors du fonctionnement, le palan et le chariot positionnent le sac grand volume de 87 pouces (220 cm) de long sur le châssis de déchargement. Des plaquesFLOW-FLEXER® à commande pneumatique, situées au fond du sac, favorisent l'écoulement des poudres à écoulement difficile en massant les parois latérales inférieures du sac à des intervalles prédéfinis. À mesure que le sac se vide, la course des plaques augmente, soulevant les parois latérales en forme de « V », ce qui favorise une décharge complète du produit.
La poussière est contenue grâce à une vanne de régulation de débit à iris de 15 pouces (38 cm) de diamètre, dotée d’un diaphragme souple et imperméable qui permet à l’opérateur d’introduire le bec du sac en vrac noué dans le compartiment d’accès au bec et de fermer la vanne autour de celui-ci. Le bec est ensuite détaché, la porte d'accès au compartiment fermée, puis la vanne à encoches relâchée lentement, ce qui permet de contrôler le débit de déversement de la poudre dans la trémie afin d'empêcher la poussière de s'échapper.
La poudre de cacao est très fine (200 mesh) et sèche (moins de 5 % d'humidité) ; elle a tendance à former des ponts. Un agitateur situé au fond et un vibrateur pneumatique placé en haut de la trémie facilitent l'écoulement de cette poudre, dont la densité apparente est de 25 lb/pi³ (400 kg/m³), vers le convoyeur.
La trémie est conçue avec une paroi arrière très inclinée et des parois latérales inclinées vers l'extérieur selon des angles divergents, ce qui réduit la tendance de la poudre à former des ponts entre les parois latérales de la trémie et la fait plutôt basculer et s'écouler vers la paroi arrière, puis le long de celle-ci.
Le convoyeur à vis flexible de qualité alimentaire achemine la poudre à travers un tube extérieur en polyéthylène UHMW de 6 5/8 pouces (16,8 cm) de diamètre, qui renferme une vis en acier inoxydable robuste et flexible. La vis flexible est la seule pièce mobile en contact avec le produit. Lorsqu’elle tourne à l’intérieur du tube, la vis se centre automatiquement afin de créer un jeu entre la vis et la paroi du tube, ce qui permet une manutention en douceur de la poudre.
Flexicon a utilisé sa vis de type BEV-CON™, qui réduit la compression du matériau sur toutes les surfaces de la vis, à l'exception de la surface supérieure qui propulse le matériau dans la direction souhaitée, favorisant ainsi l'écoulement de cette poudre difficile à manipuler.
Alors que le convoyeur à vis achemine la poudre de cacao vers les mélangeurs, les ingrédients secondaires tels que le sel, la vanille et la carraghénane sont toujours déversés manuellement à partir de sacs de 50 à 80 lb (22,5 à 36 kg) via la station de déchargement de sacs d'origine.
Envisager un deuxième système
« À l'avenir, nous pourrions ajouter un autre système de déchargement de sacs en vrac pour l'un des ingrédients secondaires », explique M. Geringer.
Lors du choix du système automatisé de déchargement de la poudre, il a écarté l'option d'un dispositif automatique d'ouverture et de vidage des sacs, craignant que des morceaux de papier et des résidus provenant de la surface des sacs ne contaminent la poudre.
Cette petite entreprise centenaire fournit de la poudre de chocolat aux laiteries pour la fabrication de lait chocolaté et de glaces, ainsi qu'à l'industrie de la boulangerie-pâtisserie pour la confection de desserts.
Selon M. Geringer, Forbes Chocolate a connu une croissance considérable au cours des 15 dernières années, tout en conservant le même effectif. L'entreprise a su s'adapter à l'augmentation de sa production grâce à de nouveaux équipements d'emballage et de remplissage, ainsi qu'à des systèmes automatisés tels que celui-ci, destiné au déchargement de son ingrédient principal.