ÉQUIPEMENT ET SYSTÈMES DE MANUTENTION DE PRODUITS VRAC

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Le terme "poudre" englobe une large gamme de matières organiques ou inorganiques sèches sous forme de particules fines allant de sphériques à cubiques, dans une gamme de tailles relativement uniforme. Puisque la plupart des matériaux n'existent pas à l'état naturel sous forme de poudre, ils sont généralement réduits à l'état de poudre par broyage, concassage ou d'autres méthodes de réduction de la taille, qui peuvent inclure également le lavage et le criblage. Le matériau peut également être atomisé lorsque des particules exceptionnellement fines sont requises. Dans le cas des matériaux métalliques, l'électrolyse peut être employée pour améliorer la pureté du produit sous forme de poudre.

Les matériaux en vrac sous forme de poudre sont utilisés dans les industries alimentaire, laitière, pharmaceutique, nutritionnelle, la chimie, la peinture/les pigments, les métaux en poudre, les munitions et autres secteurs. La poudre est largement utilisée dans la fabrication de produits du quotidien comme les préparations pour boissons, le cacao, le lait en poudre, le lactosérum, les vitamines, les excipients, les carreaux de céramique, le verre, le plastique, le papier, les matériaux de construction et de toiture, la peinture, le dentifrice, les cosmétiques et les piles. De plus, la poudre peut être utilisée pour contenir les écoulement accidentels de surface, pour filtrer les impuretés de l'eau et de l'air, et comme abrasif pour nettoyer ou couper des surfaces ou des formes en métal.

 

Faire correspondre les caractéristiques de la poudre aux capacités de l'équipement

Les caractéristiques d'écoulement des poudres sont influencées par la densité vrac du matériau ainsi que par la taille, la forme et la cohésion des particules individuelles. Les mélanges de poudres multiples peuvent comprendre des particules de différentes origines, tailles, formes et densités apparentes. L'humidité ambiante, la température, les vibrations ou l'introduction de poudres disparates peuvent altérer les caractéristiques d'une poudre ou d'un mélange de poudres, l'amenant à s'aérer, à se fluidifier, s'agglomérer ou se dégrader.

Les poudres plus molles, telles que la farine ou la chaux hydratée, peuvent se déplacer lentement dans la chaîne de production et avoir tendance à former des "voutes" ou "trous de rat", ce qui entrave l'écoulement dans les cuves de traitement. Les poudres légères et duveteuses telles que la silice pyrogénée ou le talc talc ont tendance à s'aérer recouvrant ainsi les filtres et se répandant dans l'environnement de l'installation. Les poudres de noir de carbone et de dioxyde de titane sont difficiles à manipuler car elles s'emmagasinent ou s'étalent, forment des voutes ou des "trous de rat" dans le flux du processus, ce qui réduit

considérablement l'efficacité; toutes deux sont également connues pour leur capacité à coincer ou à bloquer les composants mobiles, et pour engendrer des efforts de nettoyage à forte intensité de main d'œuvre et qui prennent beaucoup de temps. Le lait en poudre et d'autres types de poudre de produits laitiers, et les poudres à haute teneur en matières grasses peuvent laisser des amas sur la ligne de convoyage, ce qui augmente le risque de contamination du produit tout en causant des problèmes d'écoulement. Le sel ou le sable micronisés peuvent être corrosifs et abrasifs, endommageant les lignes de convoyage et autres équipements de manipulation de poudre. Les mélanges de poudres composées de particules de tailles, de formes et/ou de densités vrac disparates sont susceptibles de se séparer, ce qui réduit la qualité du produit et génère du gaspillage.

Le convoyage, le remplissage, le déchargement, le mélange et d'autres processus dans lesquels la poudre est mise en mouvement, ont tendance à générer de la poussière qui peut contaminer l'environnement de l'usine et poser un risque pour la santé. Confiner la poussière générée lors de la manipulation des poudres est donc une priorité pour la plupart des industriels. Aux États-Unis, l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) a identifié la poussière comme l'un des éléments du "Pentagone des explosions".¹ Dans la plupart des pays industrialisés, la réglementation exige que des mesures supplémentaires soient prises pour la manipulation de poudre pour empêcher qu'elle ne s'échappe dans l'environnement de l'installation car elle risque alors de se déposer sur les moteurs, les lampes ou d'autres sources de chaleur, ce qui augmente la probabilité d'un incident. De plus, les poussières qui s'échappent peuvent également contaminer d'autres matériaux et poser un risque pour la santé des opérateurs à proximité. Certaines poudres sont réactives à l'eau, ce qui signifie que l'exposition à l'humidité peut déclencher une réaction chimique qui entraîne une production de chaleur inattendue libérant un gaz toxique ou inflammable. La chaleur générée par une telle réaction peut être suffisante pour provoquer une combustion spontanée ou une explosion. Pour la plupart des autres types de poudre, l'ajout d'humidité entraîne l'agglomération des particules, ce qui modifie les caractéristiques d'écoulement.

Une protection fondamentale contre ces problèmes et d'autres problèmes liés aux poudres est d'utiliser un matériel de traitement étanche à la poussière et des connexions à l'équipement de traitement et aux cuves de stockage situés en amont et en aval, empêchant la fuite de poussière et la pénétration d'un excès d'humidité ou de contaminants.

Pour la poudre déchargée des Big Bags, les stations de vidange de Big Bags Flexicon forment une connexion sûre et étanche à la poussière entre la manchette du sac et l'entrée de

l'équipement, créant ainsi un système fermé hermétiquement. Les dispositifs d'aide à l'écoulement disponibles favorisent l'évacuation de la poudre du sac. Il s'agit notamment de cadres à ressort qui étirent le sac vers le haut au fur et à mesure qu'il se vide et s'allonge, faisant s'écouler la poudre coincée dans les coins du sac, et de dispositifs pneumatiques d'aide à l'écoulement qui massent le sac et guident les poudres à écoulement difficile dans la manchette du sac. Pour éviter l'échappement de poussière en cas de fuite et/ou lorsque des poudres entrantes déplacent de l'air, le système fermé hermétiquement peut être raccordé à un collecteur de poussière qui met l'ensemble du système sous vide. Ceci offre l'avantage supplémentaire d'écraser les sacs vides avant la fermeture et l'enlèvement, évitant la poussière générée lorsque les sacs vides sont aplatis manuellement.

Lors du remplissage de Big Bags avec des poudres, la poussière peut être retenue en établissant des connexions étanches entre la source d'alimentation du produit et l'entrée du remplisseur de Big Bags. Le joint de manchette gonflable des remplisseurs de Big Bags Flexicon crée une connexion sûre et étanche à la poussière à l'entrée du Big Bag. Le système fermé hermétiquement est raccordé à une chaussette filtrante ou, en option, à un système de collecte de poussière pour empêcher l'air et la poussière déplacés de pénétrer dans l'environnement de l'usine. Pour stabiliser les sacs en vrac remplis de poudres, les remplisseurs de Big Bags Flexicon sont également disponibles avec des plateau densificateurs qui désaèrent et densifient le matériau.

Lors du déversement manuel de poudres à partir de sacs et autres emballages à manipulables à la main, il est recommandé d'utiliser une station de vidange manuelle Flexicon avec une hotte anti-poussière. La poussière générée au niveau du travailleur lors des activités de déversement est aspirée par un aspirateur et passe par des cartouches filtrantes. Le nettoyage par jet d'air comprimé inversé de chaque filtre par cycle alterné renvoie la poussière accumulée dans la trémie, évitant ainsi le gaspillage tout en maintenant une efficacité opérationnelle continue.

Lors du déchargement de poudre livrées dans de plus gros conteneurs, les déchargeurs de conteneurs/fûts/caisses Flexicon soulèvent et pivotent le conteneur grâce à une force hydraulique, créant ainsi un joint étanche à la poussière avec la hotte de déchargement qui se raccorde à n'importe quelle cuve de réception dotée d'une prise

d'entrée munie d'un joint d'étanchéité adapté. Une vanne guillotine située à la sortie de la hotte de déchargement permet de démarrer et d'arrêter l'écoulement de la poudre dans la cuve de réception selon les besoins, ce qui permet le déchargement total ou partiel sans poussière du conteneur.

La meilleure façon de transporter les poudres dépend de paramètres de l'application trop nombreux pour être traités ici. Cependant, le système de convoyage pneumatique à phase diluée Flexicon et les convoyeurs à disques Flexicon sont généralement recommandés pour les poudres sèches, qui s'écoulent facilement et qui n'ont pas tendance à s'emmagasiner, à former des galettes, ou à s'étaler tandis que le convoyeur à vis flexible Flexicon est approprié pour les poudres à écoulement facile et difficile, y compris les poudres qui s'emmagasinent, forment des galettes ou s'étalent.

Dans le cas du convoyage pneumatique à phase diluée de poudres, en particulier de poudres toxiques, des systèmes d'aspiration peuvent être préférés à la place des systèmes sous pression pour contenir la poussière en cas de fuite dans le système.

 

Essais sur des équipements de manipulation de poudre dans des laboratoires d'essais grandeur nature

En raison des propriétés très variables des poudres et des permutations illimitées des équipements disponibles pour les charger, décharger, remplir, conditionner, vider, peser et transporter, il est fortement recommandé de tester le matériel réel des utilisateurs dans des laboratoires d'essais grandeur nature, après une analyse détaillée de l'application en question par un ingénieur d'applications Flexicon.