LLANTARNAM, PAYS DE GALLES — Burton’s Biscuit Co., l’un des principaux fabricants britanniques de biscuits et d’en-cas, est surtout connu pour son biscuit fourré « Jammie Dodger », composé de deux sablés séparés par une couche de confiture. Pour tirer parti du succès de ce produit, l’entreprise a décidé de commercialiser une version « Chocolate Dodger », composée de biscuits au chocolat fourrés à la crème au chocolat.
Pour produire la crème au chocolat, l’usine a installé un système de dosage et de mélange composé de convoyeurs à vis flexibles qui acheminent la poudre de cacao vers un mélangeur à pales horizontal, ainsi qu’un système de transport pneumatique qui achemine le sucre finement moulu vers le mélangeur. Les deux convoyeurs, conçus pour surmonter les difficultés potentielles liées aux matières premières, ont été fournis par Flexicon (Europe) Ltd., à Whitstable, dans le Kent.
Un automate programmable (PLC) contrôle le processus de dosage et de mélange par prise de poids, au cours duquel la poudre de cacao, le sucre moulu, l’huile de palme et le chocolat liquide sont ajoutés successivement dans le mélangeur. Des capteurs de pesage fixés sous le mélangeur transmettent des signaux de prise de poids au contrôleur, qui démarre et arrête les convoyeurs et le mélangeur, et ouvre ou ferme les vannes, afin de doser et de mélanger automatiquement la crème au chocolat.
Deux convoyeurs à vis flexibles assurent le transport de la poudre de cacao, difficile à manipuler
La poudre de cacao présente une densité apparente d’environ 560kg/m³ et ne s’écoule pas librement. Ce matériau a tendance à se tasser, à s’agglomérer et à former des dépôts sur les surfaces des équipements de transport, en particulier s’il est exposé à l’humidité, car il est également hygroscopique. De plus, il se fluidifie facilement et génère de la poussière.
Afin de transporter ce matériau difficile de manière homogène tout en limitant la poussière, l’entreprise a opté pour deux convoyeurs à vis flexibles Flexicon dotés d’une géométrie de vis adaptée à l’application.
La recette de la crème au chocolat nécessite 15 kg d’un type de cacao en poudre et 25 kg d’un autre ; ces deux types sont déversés manuellement à partir de sacs de 25 kg dans une trémie à double fond qui permet de les séparer.
La trémie double se compose de deux trémies étroites reliées au niveau de l’axe central, sur lesquelles un couvercle articulé permet de recouvrir l’ouverture de l’une ou de l’autre trémie. Le couvercle sert également de support pour les sacs pendant leur découpe et leur déversement.
Un tamis métallique doté de mailles carrées de 50 mm recouvre les deux ouvertures des trémies afin d’empêcher le passage des débris de sacs.
Dean Miles, responsable des projets d’ingénierie chez Burton’s Biscuits, explique qu’un système d’aspiration relié aux deux trémies aspire toute poussière fugitive générée par les opérations de déversement.
Les trémies sont également équipées d’un système de vibration électromagnétique qui favorise l’écoulement du produit vers les entrées des convoyeurs à vis flexibles qui acheminent le cacao vers le mélangeur.
Chaque convoyeur se compose d’une vis sans fin flexible en acier inoxydable, logée dans un tube en plastique de 3 m de long et de 90 mm de diamètre extérieur, incliné à 70°. Depuis les goulottes de décharge des deux convoyeurs, le produit s’écoule vers un raccord en Y commun, puis à travers une seule goulotte de décharge qui se déverse dans le mélangeur.
La vis est entraînée par un moteur de 2,2 kW situé au-dessus du point de décharge du tube, ce qui empêche la poudre d’entrer en contact avec les joints d’étanchéité de l’entraînement.
La vis a été conçue avec une géométrie spéciale pour minimiser les forces radiales et optimiser l’écoulement longitudinal du produit, afin d’éviter l’agglomération du produit compressible. Lorsque la vis flexible tourne, elle se centre automatiquement à l’intérieur du tube, créant ainsi un jeu entre la vis et la paroi du tube afin de minimiser le broyage ou l’échauffement/la fusion de la poudre.
Les convoyeurs sont mis en marche et arrêtés par l’automate programmable (PLC) pour acheminer 15 kg d’une poudre de cacao, puis 25 kg de l’autre, vers le mélangeur. Chaque convoyeur transporte le produit au débit maximal de 1,85m³/h, puis réduit progressivement le débit jusqu’à un débit d’alimentation minimal avant de s’arrêter, une fois que le mélangeur a atteint le poids cible précis.
Du sucre hygroscopique transporté par système pneumatique sur 200 mètres sans obstruction
Contrairement à la poudre de cacao, la poudre de sucre nécessaire au processus est fluide (à l’état sec) et provient d’un site de production éloigné, ce qui a conduit Burton’s à opter pour un système de transport pneumatiquePNEUMATI-CON®, également fourni par Flexicon Europe.
L’usine reçoit le sucre sous forme de granulés, qui sont broyés en une poudre fine, puis acheminés depuis une trémie, via une vanne rotative, vers une conduite pneumatique en acier inoxydable de 200 m de long et de 75 mm de diamètre.
Alimenté par un ventilateur situé en amont du point d’entrée du sucre, le convoyeur pneumatique a une capacité de 2 110 kg/h. Comme la poudre fine a tendance à s’agglomérer et à obstruer la conduite en présence d’humidité, il est essentiel de maintenir le sucre au chaud et au sec — ce qui est assuré par un système de déshumidification. Miles souligne que cela est particulièrement crucial car la conduite pneumatique comporte quatre coudes à 90° et quatre coudes à 30°, où des obstructions pourraient autrement se produire.
Un récepteur filtrant de 915 mm de diamètre sépare le sucre du flux d’air avant qu’il n’entre dans une trémie de réception d’une capacité de 500 kg, située au-dessus du mélangeur. Quatre fluidificateurs à jet d’air situés au fond de la trémie favorisent l’écoulement du produit lors de son alimentation dans le mélangeur par une vanne rotative commandée par un automate programmable (PLC), en fonction des données de prise de poids fournies par les capteurs de pesage du mélangeur.
Juste avant d’entrer dans le mélangeur, le sucre passe à travers un tamis vibrant de 915 mm de diamètre, doté de mailles de 1,0 mm, qui retient les particules trop grossières.
Une fois l’huile de palme et le chocolat liquide ajoutés au lot, l’automate programmable (PLC) déclenche le cycle du mélangeur, ouvre une vanne de décharge et pompe le mélange de crème au chocolat vers la ligne de production de sandwichs.
Le processus de commande en deux étapes s'avère efficace
Dans un premier temps, Burton’s Biscuits a commandé le système pneumatique, qui constituait l’installation la plus critique en raison de la distance sur laquelle le sucre devait être acheminé. « Flexicon a commencé l’installation deux mois après notre commande », explique Miles. « À ce moment-là, nous avions confiance en l’entreprise ; nous avons donc commandé le système de convoyeur à vis flexible et avons commencé à produire la crème au chocolat et les sandwichs Chocolate Dodger deux mois plus tard. »
« Flexicon a respecté les délais de livraison qui nous étaient imposés et ses prix étaient compétitifs », précise Miles.
Selon Miles, l’équipement n’est inspecté qu’une fois par mois et ne nécessite qu’un entretien minimal. « À la fin de chaque cycle de production, nous évacuons les résidus de matière et essuyons les trémies ainsi que les raccords des conduites d’alimentation et du convoyeur à vis. Si nous devons nettoyer un tube flexible, nous pouvons le démonter et le nettoyer en 10 minutes. » Il ajoute : « C’est le système qui nous convient et il fonctionne bien. Nous pouvons le charger et le laisser fonctionner tout seul. »