ÉTUDES DE CAS
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Des convoyeurs mécaniques et pneumatiques s'avèrent parfaits pour le nouveau processus de production de «Chocolate Dodger» de Burton's Biscuit
LLANTARNAM, WALES, UK — Burton's Biscuit Co, l'un des principaux producteurs britanniques de biscuits et de snacks, est surtout connu pour son sandwich «Jammie Dodger» composé de deux biscuits sablés avec de la confiture au centre. Pour surfer sur le succès du produit, l'entreprise a décidé de commercialiser une version «Chocolate Dodger», faite de biscuits au chocolat avec de la crème au chocolat au centre.Pour produire la crème au chocolat, l'usine a installé un système de mélange et de dosage composé de convoyeurs à vis flexibles qui transportent la poudres de cacao vers un mélangeur à palettes horizontal, et d'un système de convoyage pneumatique qui délivre le sucre finement broyé au mélangeur. Les deux convoyeurs qui ont été conçus pour s'adapter à tous types de matériaux ont été fournis par Flexicon.
Un contrôle logique programmable contrôle le processus de mélange/dosage par poids, dans lequel la poudre de cacao, le sucre moulu, l'huile de palme et le chocolat liquide sont ajoutés au mélangeur successivement. Les pesons sur lequel le mélangeur est posé transmettent des informations de gain de poids au contrôleur, qui démarre et arrête les convoyeurs et le mélangeur, et ouvre/fermeture des valves, pour mélanger automatiquement la crème au chocolat.
Deux convoyeurs à vis flexibles déplacent la poudre de cacao difficile à manipuler
La poudre de cacao a une masse volumique apparente d'environ 560 kg/m3 et présente des caractéristiques d'écoulement difficile. Le matériau a tendance à s'emmagasiner, à former des galettes et des dépôts sur les surfaces des équipements de transport, en particulier s'il est exposé à l'humidité puisqu'il est également hygroscopique. De plus, il se fluidifie facilement et génère de la poussière.
Afin de déplacer ce matériau complexe tout en retenant la poussière, l'entreprise a choisi deux convoyeurs à vis flexibles Flexicon avec une géométrie de vis adaptée à cette application.
La recette de la crème au chocolat nécessite 15 kg d'un type de poudre de cacao et 25 kg d'un autre, les deux étant déversés manuellement à partir de sacs de 25 kg dans une trémie à deux étages qui maintient chaque type séparé.
La trémie jumelée se compose de deux trémies étroites reliées par un axe central, à partir duquel un couvercle de trémie pivote pour couvrir l'ouverture de l'une ou l'autre trémie. Le couvercle sert également de support pour soutenir les sacs pendant le découpage et le déversement.
Un tamis en métal avec des trous de 50 mm est placé sur l'ouverture des deux côtés de la trémie pour empêcher le passage des déchets de sacs.
Dean Miles, responsable des projets d'ingénierie de Burton's Biscuits, explique qu'un système d'aspiration relié aux deux trémies retire toute poussière fugitive générée par les activités de déversement.
Les trémies sont également équipées d'un système de vibration électromagnétique qui favorise l'écoulement des matériaux dans les entrées des convoyeurs à vis flexibles qui transportent le cacao jusqu'au mélangeur.
Chaque convoyeur est constitué d'une vis 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°. À partir des goulottes de déchargement des deux convoyeurs, le matériau s'écoule vers un raccord en Y, puis à travers un seul tuyau de descente qui se déverse dans le mélangeur.
La vis est entraînée par un moteur de 2,2 kW situé au-dessus du point de déchargement du tube, empêchant ainsi la poudre d'entrer en contact avec les joints de l'entraînement.
La vis est conçue avec une géométrie spéciale pour minimiser les forces radiales et maximiser l'écoulement longitudinal du matériau afin d'éviter le compactage du matériau compressible. Lorsque la vis flexible tourne, elle se centre automatiquement à l'intérieur du tube, ce qui permet de dégager suffisamment d'espace entre la vis et la paroi du tube pour minimiser le broyage ou le chauffage/la fusion de la poudre.
Les convoyeurs sont mis en marche et arrêtés par le contrôle logique programmable pour déplacer 15 kg d'une poudre de cacao, puis 25 kg de l'autre, vers le mélangeur. Chaque convoyeur déplace le matériau à la pleine vitesse d'alimentation de 1,85 m3/h, puis réduite la vitesse d'alimentation jusqu'à n'être plus qu'un goutte-à-goutte avant de s'arrêter, une fois que le poids cible précis est atteint par le mélangeur.
Le sucre hygroscopique est déplacé sur 200 mètres dans un convoyeur pneumatique sans obturations
Contrairement à la poudre de cacao, la poudre de sucre nécessaire au processus s'écoule facilement (lorsqu'elle est sèche) et provient d'une usine éloignée, ce qui a conduit Burton's à choisir un système de convoyage pneumatique PNEUMATI-CON®, également de Flexicon.
L'usine reçoit le sucre sous forme de granulés, qui sont broyés en une fine poudre, puis acheminés par une écluse rotative d'une trémie vers une ligne de convoyage pneumatique en acier inoxydable de 200 m de long et de 75 mm de diamètre.
Alimenté par une soufflerie située en amont du point d'entrée du sucre, le convoyeur pneumatique a une capacité de 2 110 kg/h. Puisque la poudre fine s'agglomère facilement et risque de bloquer la ligne en présence d'humidité, une exigence clé est de garder le sucre chaud et sec. Cela est possible grâce à un système de déshumidification. Miles souligne que c'est particulièrement important car la ligne pneumatique contient quatre coudes à 90° et quatre coudes à 30° et que sans ce système des obturations s'y formeraient.
Un filtre de réception 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 fluidiseurs à jet d'air situés dans le fond de la trémie favorisent l'écoulement du matériau lorsqu'il est introduit dans le mélangeur par une écluse rotative (gérée par un contrôleur logique programmable) conformément aux informations de gain de poids transmises par les pesons situés sous le mélangeur.
Juste avant d'entrer dans le mélangeur, le sucre passe à travers un crible vibrant de 915 mm de diamètre avec des ouvertures de 1,0 mm, qui retient les éléments de matériau trop gros.
Une fois que l'huile de palme et le chocolat liquide sont ajoutés au lot, le contrôle logique programmable fait fonctionner le mélangeur, ouvre une vanne de déchargement et pompe le mélange de crème au chocolat pour l'acheminer vers la ligne de production des sandwichs.
Le processus de commande en deux étapes s'avère être un success
Au départ, Burton's Biscuits a commandé le système pneumatique, qui était l'élément le plus important en raison de la distance à laquelle le sucre devait être transporté. «Flexicon a commencé l'installation deux mois après que nous ayons passé commande», dit Miles. «Ils nous ont ainsi démontré que nous pouvions leur faire confiance et nous avons donc commandé le système de convoyage à vis flexible et nous avons commencé à produire la crème au chocolat et les sandwichs Chocolate Dodger deux mois plus tard».
«Flexicon a respecté les délais de livraison et leur prix était competitive», explique Miles.
L'équipement n'est inspecté qu'une fois par mois et ne nécessite qu'un entretien minimal, selon Miles. «Nous évacuons les matériaux résiduels à la fin de chaque cycle de production et nous essuyons les trémies et les pièces de raccordement des tuyaux d'alimentation et de l'alimentateur à vis. Si nous avons besoin de nettoyer un tube flexible, nous pouvons l'enlever et le nettoyer en 10 minutes». Il ajoute: «Ce système nous convient parfaitement et fonctionne à merveille. Il suffit de le charger et il fait le reste».
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Les deux poudres de cacao sont transférées à partir de la trémie double dans chaque convoyeur à vis flexible vers le mélangeur, tandis que le sucre entre dans le mélangeur à partir de la trémie de réception pneumatique située au-dessus. L'ensemble du processus de dosage/mélange est contrôlé par un contrôle logique programmable.
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Les deux types de poudre de cacao sont vidés dans la trémie double tandis que la poussière est éliminée par aspiration. Les deux convoyeurs à vis flexibles transporent alternativement chaque poudre vers le mélangeur.
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Le sucre s'écoule de la trémie de sol à travers une écluse rotative dans une ligne de convoyage pneumatique PNEUMATI-CON® de 200 m de long alimentée par la soufflerie située au-dessus de la trémie.
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Le sucre est introduit dans le mélangeur situé en dessous à partir de la trémie de réception pneumatique de 500 kg. A gauche, la poudre de cacao entre dans le mélangeur par l'extrémité de déchargement du convoyeur à vis flexible et du tuyau de descente.
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La poudre de cacao (en haut) et le sucre finement moulu (au centre) sont mélangés (en bas) dans un mélangeur à palettes à palettes horizontal avant que l'huile de palme et le chocolat liquide ne soient ajoutés au lot, produisant un mélange de crème au chocolat qui est pompé vers la ligne de production des sandwichs.
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Le système de dosage/mélange permet la production du nouveau biscuit Chocolate Dodgers de Burton.
AA-0726