ÉTUDES DE CAS
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Un convoyeur à vis flexible aide à emballer du lait en poudre à des cadences élevées
BREVARD, NC — Transylvania Vocational Services (TVS, Inc.) avait besoin de décharger des sacs de 25 kg de lait en poudre de différentes densités, de les transporter et de les emballer dans des sacs de 0.9 kg à un taux de 41 kg/min.La solution qu’ils ont trouvé pour cela est une trémie vide-sacs de 1220 mm carrés à travers laquelle deux travailleurs déchargent la poudre qui tombe dans un séparateur vibrant circulaire de 1220 mm de diamètre. Le séparateur retire les morceaux de papier provenant des sacs coupés contenant le lait en poudre. La poudre tombe de la sortie de déchargement du tamis dans une trémie de sol Flexicon d’une capacité de 0.7 m3. Un convoyeur à vis flexible Flexicon Flexicon de 4.6 m de long, incliné à 45 degrés, transporte la poudre en passant à travers un des murs intérieurs de l'usine vers une machine de remplissage / formage / scellage verticale dans la pièce adjacente.
« Le convoyeur à vis flexible était la méthode la plus simple pour convoyer dans cet espace confine », explique Hendrik Colijn, ingénieur-conseil sur le projet.
Becky Alderman, directrice des opérations de TVS, nous parle les grands composants nécessaires pour atteindre le débit de 41 kg/minute: « Nous avons redimensionné la ligne pour qu'elle soit de très grande taille. Un moteur de 7.5 kW entraîne le convoyeur à vis flexible pour faire s'écouler le flux élevé de poudre dans son tube de 152 mm de diamètre ». Charles Merrill, directeur des opérations alimentaires, ajoute: « Nous avons besoin d'un débit élevé pour satisfaire nos besoins contractuels d'emballage de 16 millions de livres par an ».
Construit conformément aux normes laitières 3-A, le système fonctionne dans une salle blanche à la température et au taux humidité requis par la certification USDA. La température est maintenue entre 21 -22 °C; le taux d’humidité entre 27-35 % pour le produit sec (2,5 % - 3 % d’humidité). « Une humidité supérieure à 3 % cause des problèmes pour les machines d’emballage », explique M. Merrill.
Densités variables difficiles à gérer
Le système de déchargement devait traiter du lait en poudre dont la densité variait de 480 à 640 kg/m3, à un débit de 90 lb/minute. « Nous emballons l’un des produits les plus compliqués pour les machines d’emballage », poursuit M. Merrill. Les masses volumiques apparentes changent sans prévenir, même pour une seule palette, car des sacs de 25 kg de lait en poudre arrivent des entrepôts de l’USDA en provenance d’une multitude de fournisseurs. La densité variable nécessite un réglage constant du remplisseur et de la machine verticale de formage/remplissage/scellage.
Le cribleur vibrant circulaire et le convoyeur à vis flexible restent cependant largement insensibles aux variations de masse volumique apparente.
Le cribleur vibrant circulaire à profil bas est équipé de deux moteurs vibrants montés à l'extérieur. Les moteurs transmettent des vibrations inertielles à plusieurs plans à deux cribleurs montés sur ressorts, ce qui fait vibrer les particules surdimensionnées à la surface du cribleur de manière contrôlée, les conduisant vers les rebords du cribleur d'où elles sont évacuées. L'efficacité du tamisage s'améliore en forçant la poudre à passer sur la plus grande surface possible du cribleur de 8 mesh. Les particules de 0,07 mm passent rapidement à travers le cribleur sont déchargées par le cadre inférieur.
Le convoyeur à vis flexible déplace la poudre dans son tube extérieur en polyéthylène à poids moléculaire très élevé et renferme une vis flexible et robuste en acier inoxydable. La vis flexible est la seule pièce mobile en contact avec les matériaux, garantissant la propreté du système. Lorsque la vis tourne dans le tube, elle se centre automatiquement, ce qui permet de dégager suffisamment d'espace entre la vis et la paroi du tube pour empêcher le broyage et l'écrasement du produit.
Pour favoriser l'écoulement de la poudre dans l'adaptateur d'entrée du convoyeur à vis flexible, un vibrateur dans la trémie de sol est réglé manuellement en fonction de la densité de la poudre. De plus, la trémie est conçue avec une paroi arrière et des des parois latérales très raides, inclinées vers l'extérieur à des angles divergents, ce qui réduit la capacité des matériaux à écoulement difficile à créer une voute entre les parois latérales de la trémie, provoquant au contraire le déversement et l'écoulement des matériaux vers la paroi arrière.
Le fonctionnement
Les travailleurs sur une mezzanine de 3 m de haut enlèvent les sacs d'une palette, aspirent les sacs et les glissent sur un convoyeur à bande qui les transporte jusqu'au rebord de la trémie vide-sacs. Deux ouvriers découpent les sacs et versent le contenu dans la trémie vide-sacs.
L'air ambiant et la poussière provenant des activités de déversement sont aspirés sur deux cartouches filtrantes qui dévient l'aspiration d'un ventilateur aspirant monté sur le dessus. La poussière accumulée sur les surfaces extérieures des filtres est délogée par la pression négative continue à l'intérieur des cartouches filtrantes combinée à une pression positive étant introduite par des buses projetant des courts jets d'air comprimé selon un cycle programmé. Les matériaux délogés tombent dans un bac pour être retournés dans le système de collecte de poussière de TVS.
Vidange de sacs chronométrée
Pour éviter de surcharger le système et d'éliminer le lait en poudre du cribleur avec les déchets, les travailleurs doivent éviter de vider les sacs trop rapidement. TVS forme les travailleurs à contrôler leur taux de vidange et à arrêter ou à reprendre le déversement lorsqu'une lumière est activée par des capteurs de niveau haut situés au niveau de la pièce de raccordement flexible reliant le séparateur à la trémie, et au sommet du convoyeur à vis flexible, et par un capteur de niveau bas dans la trémie de sol. « Les capteurs et la formation des travailleurs ont permis de réduire considérablement le gaspillage », explique M. Merrill.
TVS fait fonctionner la ligne d'emballage pendant deux quarts de travail et la nettoie pendant un troisième quart. Le séparateur Vibroscreen FLO-THRU est aspiré conformément aux normes 3-A. « En général, le cribleur reste propre et il ne reste que très peu de matériau », explique M Merrill.
Avant de nettoyer le convoyeur à vis flexible, un ouvrier enlève le bouchon de nettoyage et inverse la rotation de la vis pour évacuer tout résidu de matière. La vis et le tube extérieur se retirent pour le nettoyage. Le convoyeur n'a pas de fissures, de crevasses qui peuvent piéger les particules ou empêcher un nettoyage en profondeur.
TVS est un programme de réadaptation communautaire à but non lucratif qui offre des services de placement aux adultes handicapés ou souffrant d'autres obstacles à l'emploi. Forte du succès de cette nouvelle ligne, TVS prévoit d'ajouter une autre ligne de déchargement et de conditionnement qui mélangera du lait en poudre et d'autres ingrédients. Le système comprendra un autre séparateur vibrant circulaire et deux convoyeurs à vis flexibles.
En savoir plus
Le lait en poudre vidé des sacs dans la trémie vide-sacs s'écoule dans un cribleur vibrant circulaire de 1220 mm de diamètre puis dans la trémie de sol Flexicon, à partir de laquelle un convoyeur à vis flexible, incliné à 45 degrés, transporte la poudre vers une machine de formage, remplissage et scellage dans la pièce adjacente.
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