ÉTUDES DE CAS
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Un professionnel de l'emballage de produits de pelouse et de jardin Augmente la capacité de mélange par l'ajout d'un convoyeur
ST. JOSEPH, MO — RitePak, un professionnel de l'emballage de produits pour pelouse et jardin et d'aliments spécialisés pour animaux, se trouve dans une situation que beaucoup d'entreprises pourraient envier. L'entreprise familiale a connu une croissance de 20 à 30 % au cours des dernières années et ne montre aucun signe de ralentissement.RitePak prépare, mélange et emballe des produits pour différents clients, et depuis des années, l'entreprise les mélange dans un seul mélangeur à ruban. Cependant, l'activité s'est tellement développée que les opérations de mélange peinaient à satisfaire la demande. C'est pourquoi, au printemps 2005, l'entreprise a révisé le processus de mélange et a ajouté un convoyeur à vis flexible qui alimente le mélangeur.
Par conséquent, le temps de cycle pour un lot typique de 453 kg a été réduit de 45 min voire plus à seulement 15 min, dit Fred Schneider, vice-président, et le mélangeur d'une capacité de 3,25 m3 est facilement en mesure de répondre aux besoins de mélange de l'entreprise. «Le convoyeur a été rentabilisé dès la première année grâce à une augmentation de la production», dit-il.
La production de RitePak s'élève maintenant à 181 440-226 800 kg par semaine, avec deux quarts de 8 heures, pendant la saison la plus chargée, soit de décembre à juin. Environ 80 % du volume total est transporté vers le mélangeur par le convoyeur à vis flexible. Les autres produits sont prêts à l'emploi, ou n'ont pas besoin d'être mélangés, et sont acheminés directement à la ligne d'emballage par un élévateur à godets. Au total, l'entreprise traite une cinquantaine de produits, avec une moyenne de quatre ou cinq ingrédients par produit.
«Le problème avec l'opération de mélange n'était pas le mélangeur lui-même, mais la façon dont nous alimentions le mélangeur», explique M. Schneider. L'entreprise reçoit la plupart des ingrédients dans des sacs de 22,7 kg et chaque ingrédient est pesé manuellement avant d'être ajouté à un lot. Avec l'ancien processus, explique-t-il, la personne (ou les deux personnes) préparant le lot ajoutai(en)t les ingrédients directement au mélangeur, de sorte que la préparation prenait beaucoup de temps sur le cycle. «C'était encombrant et fastidieux, dit M. Schneider, mais ça fonctionnait bien quand nous n'avions pas un grand volume de produits».
Avec le nouveau processus, les ingrédients sont pesés et accumulés dans un Big Bag jusqu'à ce que le lot soit prêt. Le sac est ensuite soulevé par un chariot élévateur et le lot est déversé dans une trémie au sol, d'où il est transporté vers le mélangeur par le convoyeur à vis flexible. Cela permet de s'assurer qu'un lot est prêt pour le chargement lorsqu'un cycle de mélange est terminé, dit M. Schneider.
La trémie de sol et le convoyeur ont été fournis par Flexicon. La trémie de 222 700 cm3 mesure 232 cm2 et a été conçue pour favoriser l'écoulement du matériau. Le convoyeur à vis flexible mesure 6 m de long et transporte le produit à un angle de 45° du fond de la trémie jusqu'au mélangeur, qui est situé sur une plate-forme de 2,1 m de haut.
Le convoyeur modèle 1600 se compose d'un tube en polymère de 16,5 cm de diamètre extérieur, abritant une vis à spirale qui est entrainée par un moteur de 5,6 kW situé sur le dessus. La vis tourne 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 limiter le broyage du matériau.
Un lot de 453 kg est transféré de la trémie au mélangeur en 2 à 3 minutes, explique M. Schneider. Le mélange prend environ 10 min et le déchargement 2-3 min, pour un temps de cycle total d'environ 15 min. Il ajoute que le convoyeur peut être nettoyé rapidement et à fond entre deux lots en inversant simplement le sens de la spirale.
La décision de RitePak d'acheter le convoyeur était basée en grande partie sur l'expérience de l'entreprise avec deux convoyeurs à vis flexibles plus petits qu'elle utilise dans son département d'emballage depuis le milieu des années 1990. Ces machines, également fournies par Flexicon, «ont toujours été performantes et nécessitent très peu d'entretien», explique M. Schneider.
Une considération importante lors de l'achat du nouveau convoyeur a été le choix d'une configuration de vis appropriée. Cela représentait un dilemme pour RitePak, car l'entreprise fabrique une grande variété de produits, de sorte que le convoyeur devait être conçu pour manipuler une large gamme de matériaux: ceux qui s'écoulent facilement comme ceux qui ont tendance à s'agglomérer.
Avant de prendre une décision, M. Schneider a analysé les propriétés physiques de deux des principaux produits de RitePak: Grass Patch, un mélange de graines de gazon, de paillis et d'engrais, et un tue-fourmi et de tue-cafard. Grass Patch a tendance à s'emmagasiner et à s'emmêler, tandis que le tue-insectes s'écoule facilement et a tendance à s'aérer et à se fluidifier.
Puisque Grass Patch est mélangé dans des cycles de production pesant jusqu'à 45 360 kg, et le tue-insectes dans des quantités allant jusqu'à 9,072 kg, une option était d'acheter plus d'une vis et de changer la vis entre chaque cycle de production. Au lieu de cela, M. Schneider a opté pour une conception en spirale qui permet d'atteindre une efficacité maximale avec Grass Patch, et fonctionnant aussi avec le tue-insectes. RitePak utilise la même spirale pour ces deux produits, ainsi que pour d'autres.
Il s'est avéré que la spirale s'est avérée plus que satisfaisante pour les besoins de l'entreprise, explique M. Schneider. «Elle fait un excellent travail avec Grass Patch et un bon travail avec le tue-insectes, donc nous avons fait d'une pierre deux coups».
Une des raisons pour lesquelles M. Schneider est satisfait du système actuel est que l'opération de préparation et de mélange est maintenant plus rapide que la ligne d'emballage. Si cette situation change à l'avenir et que le débit de mélange doit être augmenté, l'entreprise peut acheter une ou plusieurs vis supplémentaires pour déplacer ses divers produits avec une efficacité maximale. «Il suffit d'environ une demi-heure pour changer la vis, et ce qui représente peu de temps sur des cycles de production longs», dit-il.
Chaque lot de produits est déchargé du mélangeur dans un Big Bag et transporté par chariot élévateur vers la zone d'emballage. Les produits y sont conditionnés dans divers emballages pour la vente au détail, y compris des sacs de 1,36 kg, des caisses de 1,8 kg, des bouteilles de 200 g et des pots de 1 kg.
Il y a quatre lignes d'emballage, mais deux d'entre elles représentent environ 80 % du volume total. Chacune de ces deux lignes est équipée une trémie de stockage, à partir de laquelle le produit est transporté vers une machine de remplissage en passant par un convoyeur à vis flexible de 6 m de long et de 10 cm de diamètre extérieur. Chaque machine de remplissage est équipée d'une commande de niveau qui arrête et démarre automatiquement le convoyeur selon les besoins.
La plupart des autres produits sont transportés par un élévateur à godets jusqu'à une troisième chaîne d'emballage sans passer par le mélangeur, comme nous l'avons déjà mentionné. Le produit va directement de l'élévateur à un alimentateur vibrant, qui se décharge dans une trémie de pesée sur la ligne d'emballage.
La quatrième ligne d'emballage est une petite opération en pleine croissance où des petits volumes sont remplies directement à partir de Big Bags pendant les périodes de forte demande. Cependant, «vu la croissance rapide de l'entreprise, nous prévoyons de moderniser cette ligne en installant un convoyeur à vis flexible», explique M. Schneider.
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Vues générales du fonctionnement de RitePak. La figure 2 montre un Big Bag chargé sur la trémie de sol, à partir de laquelle le produit est déplacé par le convoyeur à vis flexible vers le mélangeur en haut à gauche.
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Un Big Bag est prêt à être déchargé dans la trémie de sol. L'extrémité inférieure du convoyeur à vis flexible se trouve à gauche, sous la trémie.
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Un dispositif d'agitation rotatif dépassant de la paroi de la trémie favorise l'écoulement ininterrompu du matériau dans l'adaptateur de prélèvement du convoyeur à vis flexible.
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Bien que les vis flexibles soient généralement spécifiées en fonction des caractéristiques d'écoulement des différents matériaux, RitePak a choisi de sacrifier l'efficacité de certains produits en utilisant une vis à fil plat pour tous les produits, jusqu'à ce que les exigences de volume justifient l'achat d'autres configurations de vis.
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