ÉTUDES DE CAS
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Le système de déchargement automatisé des poudres accélère le processus de mélange de 25 % chez Forbes Chocolate
CLEVELAND, OH — Chez Forbes Chocolate, une station de vidange de Big Bags automatisée, sous contrôle par perte de poids, alimente un convoyeur à vis flexible qui verse dans trois mélangeurs à ruban un quart à un tiers plus d'ingrédient par quart de travail que la méthode de déchargement manuel de sacs de 22,5 kg utilisée auparavant. Cela représente une augmentation de 675 kg/heure avec le même nombre de travailleurs.La santé et la sécurité s'améliorent puisque les travailleurs n'ont plus à ouvrir les sacs à l'aide d'un couteau, ne les soulèvent plus et ne les vident plus dans une trémie vide-sacs. La zone de travail est désormais exempte de poussière car la poudre reste dans un espace hermétique du Big Bag à la trémie de sol, en passant par le convoyeur à vis flexible et le convoyeur à vis qui alimente trois mélangeurs à ruban. De la même manière, la poudre est également protégée de la contamination.
Le système automatisé de déchargement de poudre de cacao se compose d'un cadre de vidange de Big Bags de 550 cm de haut. Une poutre en I en porte-à-faux supportant un chariot et un palan électrique à chaîne permet le chargement là où un chariot élévateur ne peut pas accéder. Sous le cadre de déchargement, une trémie à haut débit d'une capacité de 0,03 m3 se connecte à un convoyeur à vis flexible de 150 cm de long, à un angle de 23°, qui se décharge sur le convoyeur à vis sans fin par un adaptateur de transition et des soufflets de 30 cm de long.
La quantité exacte de poudre s'écoulant du Big Bag est mesurée par un contrôle par perte de poids. Au fur et à mesure que le sac se décharge, des pesons situés sous chaque pied du cadre de la station de vidange transmettent des information de perte de poids à un contrôleur monté sur le côté du cadre. Une fois le poids du lot déchargé, le régulateur arrête le convoyeur à vis flexible. Le convoyeur fonctionne à grande vitesse, puis à la vitesse d'un goutte-à-goutte avant de s'arrêter lorsque le poids cible du lot a été atteint.
« Au lieu de peser manuellement 225 kg de l'ingrédient principal, nous n'avons qu'à appuyer sur un bouton », explique Keith Geringer, vice-président de la fabrication chez Forbes. « Le déchargement va 50 % plus vite ».
Rentre dans un espace restraint
Le système devait rentrer dans un espace restreint, pour lequel Flexicon a fourni un convoyeur à vis flexible de type « pousser » sur lequel l'entraînement de 3.7 kW se situe au point d'entrée plutôt qu'au point de déchargement comme habituellement. Le moteur pousse la poudre au lieu de la tirer. L'entraînement situé assez bas permet un meilleur contrôle de la perte de poids en concentrant le poids du cadre et du convoyeur directement sur les pesons.
En fonctionnement, le palan et le chariot positionnent le Big Bag de 220 cm de long sur le cadre de la station de vidange. Les plaques FLOW-FLEXER™ activées pneumatiquement au fond du sac favorisent l'écoulement des poudre à écoulement difficile en massant les parois latérales inférieures du sac à des intervalles prédéfinis. Au fur et à mesure que le sac se vide, la pressions des plaques augmente, soulevant les côtés du sac pour lui donner une forme de « V », ce qui favorise le déchargement complet du produit.
La poussière est éliminée grâce à une vanne Iris de 38 cm de diamètre munie d'une membrane souple et imperméable qui permet à l'opérateur de tirer la manchette du sac fermée dans le compartiment d'accès à la manchette et de fermer la vanne sur la manchette. La manchette est ensuite ouverte, la porte d'accès du compartiment est fermée et la vanne est ouverte lentement, contrôlant la vitesse à laquelle la poudre s'écoule dans la trémie pour empêcher la poussière de s'échapper.
La poudre de cacao est très fine (200 mesh) et sèche (moins de 5 % d'humidité) a tendance à former des voutes. Un agitateur en bas et un vibrateur pneumatique en haut de la trémie favorisent l'écoulement de la poudre d'une masse volumique apparente de 400 kg/m3 dans le convoyeur.
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 poudres à former des voutes entre les parois latérales de la trémie, provoquant au contraire le déversement et l'écoulement des matériaux vers la paroi arrière.
Le convoyeur à vis flexible conforme aux normes alimentaires pousse la poudre dans son tube extérieur en polyéthylène à poids moléculaire très élevé de 16,8 cm et renferme une vis flexible et robuste en acier inoxydable. La vis flexible est donc la seule pièce mobile en contact avec les matériaux. 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 une manipulation en douceur de la poudre.
Flexicon a proposé sa vis de type BEV-CON™, qui réduit la compression du matériau sur toutes les surfaces de la vis, à l'exception de la surface supérieure qui propulse le matériau dans la direction souhaitée, favorisant l'écoulement de la poudre difficile à manipuler.
Pendant que le convoyeur à vis transporte la poudre de cacao vers les mélangeurs, les ingrédients mineurs tels que le sel, la vanille et la carraghénine, sont encore déversés manuellement de sacs de 22,5 à 36 kg dans la trémie vide-sacs d'origine.
Installation possible d'un deuxième système
« À l'avenir, nous pourrions ajouter un autre système de déchargement de Big Bags pour l'un des ingrédients mineurs », dit M. Geringer.
Il a choisit le système automatisé de déchargement de poudre et a rejeté l'ouvre-sacs et le vidangeur automatiques car il s'inquiétait d'une possible contamination du lot par les morceaux de papier et les matériaux présents sur la surface du sac.
Cette petite entreprise centenaire fournit de la poudre de chocolat aux crèmeries fabricant du lait au chocolat et de la crème glacée et aux boulangeries-pâtisseries pour la confection de desserts.
Geringer dit que Forbes Chocolate a connu une croissance considérable au cours des 15 dernières années, mais emploi toujours le même nombre d'employés. L'entreprise a fait face à l'augmentation de sa production avec de nouveaux équipements d'emballage et de remplissage et des systèmes automatisés tels que celui-ci pour le déchargement de son ingrédient principal.
En savoir plus
Le système automatisé de pesage par lot de Big Bags se compose d'un cadre de déchargement de 550 cm de haut et d'un convoyeur à vis flexible de 150 cm de long. Grâce à un contrôle par perte de poids, le système décharge des quantités précises de poudre dans un convoyeur à vis qui alimente trois mélangeurs à ruban.
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