L'amélioration de l'efficacité de production, associée au respect des normes de sécurité intrinsèque pour la manutention de poudres dans une zone à risque, figure parmi les avantages obtenus grâce à l'installation d'un système entièrement automatisé de déchargement de sacs en vrac et de dosage par lots de Flexicon sur le site de Huddersfield de la société Holland Dyes and Chemicals Ltd.
En tant que l'un des principaux fabricants britanniques de colorants chimiques, la société fonde sa production sur la cohérence de ses formulations, avec pour objectif principal d'atteindre la « perfection dès le premier essai » en matière de dosage et de mélange des matières premières.
La mission de Flexicon consistait à automatiser un système qui, jusqu’alors, fonctionnait en grande partie de manière manuelle. Pour ce faire, l’entreprise a travaillé en étroite collaboration avec les ingénieurs de Jacobs Engineering et de Holland Dyes & Chemicals afin de concevoir une solution de transport mécanique entièrement fermée.
La matière première, livrée dans des conteneurs souples pour vrac (FIBC), est acheminée vers une cuve de réaction en vue du traitement de lots intermédiaires de produits chimiques liquides.
Dans un souci de sécurité, tous les équipements et instruments sont conçus pour réduire au minimum le risque d’incendie ou d’explosion, conformément aux dernières réglementations européennes en matière de sécurité. La simplicité intrinsèque et les caractéristiques de manutention en douceur du convoyeur à spirale rotative Flexicon ont offert plusieurs avantages clés dans cette application. Tout d’abord, l’absence d’air comme milieu de transport garantit que la poudre conserve sa teneur en humidité, ce qui est essentiel pour limiter le risque d’inflammation au sein du système par décharge électrostatique.
Parmi les autres avantages offerts par un système de transport entièrement fermé tel que celui-ci, on peut citer la protection contre les émissions de poussière dans l'atmosphère ambiante et la régularité du transfert de matière entre le sac en vrac, la trémie de pesage par lots et le réacteur de traitement.
Le contrôleur de la trémie de pesage par lots intègre une alarme qui maintient un état « absence de matière / absence d'alimentation ». Le convoyeur de dosage horizontal qui alimente le réacteur ne fonctionne qu'après avoir reçu un signal de démarrage provenant de l'automate programmable principal. Une fois que 95 % de la charge par lots a été déchargée, le convoyeur passe à une vitesse réduite jusqu'à ce que la quantité exacte de poudre ait été délivrée.
Grâce à sa conception modulaire, la station de déchargement des sacs grand volume a pu être facilement installée à l'un des étages supérieurs. La trémie de pesage par lots et le convoyeur associés ont été conçus pour permettre une installation très compacte, comprenant un système combiné de convoyeurs à vis sans noyau horizontaux et verticaux, doté d'un point de transfert sur mesure.
Afin de faciliter l'écoulement de cette poudre très cohésive, sujette à la fois à la formation de ponts et de cavités, une combinaison de deux dispositifs d'aide à l'écoulement a été mise en place. Un agitateur rotatif fonctionne juste au-dessus de la vis d'alimentation horizontale et, au-dessus de celle-ci, une grille vibrante « Flexfinger » à faible consommation d'énergie. Des sacs pesant jusqu'à 1 tonne peuvent être placés au-dessus de l'unité de déchargement, qui intègre un raccord de déversement fermé et une vanne de régulation du débit, conçus pour permettre un raccordement et un débranchement sans poussière lors du changement de sacs.
Dosage de plusieurs ingrédients à partir de sacs en vrac
Lorsque d'autres applications nécessitent un dosage de plusieurs ingrédients, Flexicon peut relier plusieurs déchargeurs de sacs en vrac à un contrôleur central, permettant ainsi le transfert de chaque matière, dans un environnement entièrement clos, vers un mélangeur.
Le contrôle des lots est géré par un automate programmable (PLC), qui active chaque convoyeur à tour de rôle afin de charger un poids prédéfini de matière dans une trémie centrale. Les convoyeurs fonctionnent en association avec le contrôleur de poids, réduisant ainsi le débit élevé de matière à un écoulement progressif à la fin de chaque cycle de remplissage. La vanne de sortie se ferme alors automatiquement lorsque le poids cible précis est atteint. Le système compense les variations de matière en cours de transfert et, en cas de surpoids ou de sous-poids, ou si un sac en vrac se vide, le système de pesage déclenche une alarme. Des rapports finaux de lot peuvent être générés, contenant tous les poids de remplissage individuels ainsi que les poids totaux des lots. Pour répondre aux exigences de contrôle qualité à l'échelle de l'usine, le système peut être interfacé avec des outils de gestion de bases de données à distance.
Les lots complets sont évacués par une vanne à glissière vers un mélangeur à ruban, d'où ils peuvent être transférés dans des fûts, des cuves ou d'autres conteneurs de stockage. Il est également possible de doser les mélanges via un convoyeur à vis flexible Flexicon directement vers les flux de process, les extrudeuses ou les équipements de conditionnement.
Le système permet de traiter une grande variété de matières, allant des poudres submicronisées aux granulés, et est particulièrement adapté au mélange hygiénique d’ingrédients sensibles. Il s’agit notamment des produits sensibles à la pression ainsi que de ceux contenant de l’huile, de la graisse, de l’humidité ou d’autres additifs qui provoquent souvent l’agglomération, le tassement ou l’étalement des particules lors de l’utilisation de méthodes de transfert classiques.
Chaque unité de déchargement peut accueillir des sacs pesant jusqu’à 2 tonnes ; elle est équipée d’une goulotte d’alimentation et d’une vanne de régulation du débit conçues pour permettre le raccordement et le débranchement sans poussière de la goulotte du sac. Pour faciliter l'écoulement des matériaux peu fluides, des activateurs de sacs « Flowflexer » soulèvent et abaissent les bords inférieurs du sac à intervalles réguliers. Cela permet de décompacter le matériau et d'assurer un approvisionnement régulier du convoyeur. À mesure que le sac se vide, l'amplitude de chaque course de l'activateur augmente, ce qui lui donne une forme en « V » prononcé. Parallèlement, un dispositif d'extension monté sur le dessus étire le sac pour lui donner une forme conique, ce qui optimise encore davantage l'écoulement du matériau.
Les convoyeurs à vis flexibles Flexicon allient l'efficacité mécanique d'une spirale en acier tournant à l'intérieur d'un tube en polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé. Ce système permet de transporter les matériaux en douceur, sans avoir recours à des systèmes coûteux à air comprimé ou à vide.
Les convoyeurs sont de conception modulaire et présentent des surfaces intérieures lisses, sans interstices susceptibles de retenir des matières. Cela garantit un fonctionnement propre et nécessitant peu d'entretien ; de plus, le système peut être étendu en ajoutant des modules de convoyage supplémentaires selon les besoins.
Les composants de chaque système sont de conception modulaire et peuvent être assemblés rapidement sur site. Il est possible de choisir entre une construction en acier au carbone revêtu ou en acier inoxydable. Flexicon est en mesure de tester au préalable les matériaux afin d'évaluer leurs caractéristiques d'écoulement et de garantir des normes de performance prévisibles.