Station de vidage de sacs pour la manipulation de sucre cristallisé

Station de vidange de sac ergonomique pour la manipulation sûre et contenue de sacs de sucre

Matière vrac : Sucre cristallisé

Objectif du projet :

Notre client, situé à Okmulgee, Oklahoma, est un leader mondial dans la production d'ingrédients alimentaires d'origine naturelle destinés à fournir des matières premières aux fabricants de l'industrie alimentaire et des boissons.

Il rencontrait plusieurs problèmes concernant les opérations de chargement et de transport du sucre dans son usine. Les opérateurs devaient ouvrir manuellement et déverser des sacs de sucre cristallisé de 22 kg dans une ligne de transport pneumatique. Une petite trémie d'alimentation équipée d'une vanne rotative permettait d'introduire le produit dans la ligne. Cependant, en raison de la mauvaise conception du système d'alimentation et du travail manuel intensif qu'il exigeait, l’environnement de travail était poussiéreux et l'opérateur subissait des blessures telles que des foulures aux épaules et au dos.

L’objectif est donc de fournir un équipement permettant une manipulation sûre et ergonomique de ces sacs lourds et qui contienne la poussière et les émanations éventuelles de matières dans l’air. Le taux de production requis est de 50 sacs de sucre par heure. L'équipement doit également répondre aux exigences de la norme américaine NFPA HAZLOC pour une zone classée 2 et division 2 pour les poussières combustibles (équivalent ATEX).

Solution proposée :

Palamatic Process propose une solution comprenant un plateau de déchargement des sacs en acier inoxydable avec une hotte d’aspiration intégrée, un compacteur de sacs et un manipulateur de sacs. Cette solution permet d'atteindre deux objectifs principaux : 

1. Confiner la matière vrac et la poussière pendant la phase de de déversement et d'alimentation des sacs
2. Rendre l'opération sécurisée et ergonomique pour l’opérateur

Équipements industriels composant l’installation :

1. Station manuelle de vidage de sacs SACKTIP® S
2. Hotte d'aspiration des poussières
3. Compacteur de sacs
4. Manipulateur de sacs

La station manuelle d’ouverture de sacs Sacktip®S est conçue pour vider des sacs, des seaux, des boîtes de poudres, de granulés ou de pellets. Un opérateur accède à l'intérieur de la station par une porte d'accès à charnière avec des verrous de sécurité. Il place ensuite un sac de matière vrac de 22 kg sur la grille de sécurité située à l'intérieur de la station. En utilisant un couteau utilitaire ou une lame de perforation semi-automatique pour ouvrir le sac, selon l'option de conception choisie, le contenu est ensuite déversé. Cette configuration permet à l'opérateur de vider complètement la poudre du sac sans avoir à en porter tout le poids ce qui réduit les efforts physiques et la fatigue.

La moitié inférieure du plateau de l'embout du sac est une trémie en forme d'entonnoir avec une pente de 60° pour favoriser le flux central des solides en vrac. Cela permet de diriger proprement et efficacement le contenu du sac vers la sortie de décharge de la station d'ouverture des sacs. Une vanne rotative à sas complète la partie inférieure de la station de vidange des sacs. La vanne rotative est constituée d'un boîtier extérieur qui supporte un arbre d'entraînement central équipé de plusieurs palettes qui constituent les poches de dosage de la poudre. Cela permet de contrôler l'alimentation et le rapport air/matière, crucial pour le bon fonctionnement du système de transport pneumatique en phase diluée.

Les processus de manipulation du sucre sont souvent soumis aux exigences de la norme ATEX en raison de la capacité du sucre à s’enflammer dans des circonstances favorables (poussière flottant librement dans l’air, saturation en oxygène et source d'énergie). Pour s’assurer d’un confinement optimal de la poussière, une petite unité de collecte de la poussière sur le dessus de la station de vidange des sacs est installée. Un filtre plissé cylindrique occupe la partie supérieure de la station de manutention. Il est inséré par une porte d'accès boulonnée sur le côté de l'unité qui permet à l’opérateur de le retirer et de le remplacer si nécessaire. Un ventilateur d'extraction crée un léger vide atmosphérique à l'intérieur de la station de vidange des sacs. Lorsque l'opérateur déverse la poudre, toutes les particules de poussières émises sont aspirées dans la cartouche filtrante. L'air propre s'échappe par le conduit d'évacuation. Le moteur du système de dépoussiérage est conçu pour une zone dangereuse de classe 2 / Div 2. Un petit réservoir d'air pressurisé offre des fonctions autonettoyantes pour la hotte de dépoussiérage. Une minuterie envoie des jets d'air propre à l'intérieur de la cartouche filtrante. Ce procédé est souvent appelé nettoyage par jet à impulsion inverse. Toute accumulation excessive de poussière est éliminée du filtre et peut s'écouler dans la trémie, ce qui minimise les pertes de produit. Les éléments filtrants sont dimensionnés en fonction de l'application, mais dans ce cas précis, il s'agit d'une surface filtrante de 8m² de 8 poches avec une longueur d’environ 3 mètres. Le matériau filtrant utilisé est un feutre en polyester avec un traitement oléo-hydrophobe.

En général, les sacs vides sont jetés dans une poubelle placée près du poste de déchargement des matériaux en vrac. Cependant, pour éviter que des résidus de poudres soient projetés dans l'air et se répandent sur le sol, une solution intégrée de compactage des sacs avec la station de vidange de sacs a été mise en place ici.

Une petite unité est fixée sur le côté ou sur le sac de la station de vidange de sacs. Une fois que l'opérateur en a déchargé le contenu, il jette le sac par une ouverture qui alimente les déchets de sac dans une petite chambre. Au fond de la chambre d'alimentation se trouve une vis sans fin qui pousse les déchets de sac dans un long tube de compactage cylindrique. Un manchon en polypropylène est fixé autour de l'extérieur du tube et est enroulé de façon à ce que l'extrémité du sac soit à plat avec la sortie du tube. Le manchon est maintenu en place par des anneaux de tension en caoutchouc qui fixent fermement le manchon en plastique. Au fur et à mesure que les sacs s'accumulent dans la chambre de compactage, la pression pousse le manchon vers l'extérieur, ce qui le fait grandir en longueur. Comme la longueur du manchon continue de croître, l'opérateur doit tordre et attacher par une fermeture éclair l'extrémité du manchon pour le couper et commencer le prochain manchon à remplir. Le premier lien peut être retiré et jeté en toute sécurité car les deux extrémités sont sécurisées et tout matériau résiduel est piégé à l'intérieur. Le compacteur de sacs complète le circuit entièrement fermé et contenu de l’opération de vidage de sacs.

Dans une opération typique de vidage de sacs, les opérateurs effectuent quotidiennement des gestes répétitifs comme le fait de soulever, couper, ouvrir ou encore déverser des sacs de poudre de 15 kg. Cela peut entraîner des risques de TMS avec des tensions au niveau du cou, des épaules et du dos.

Le manipulateur de sacs proposé par Palamatic Process élimine le risque de blessures lié au levage de sacs lourds en utilisant un système d’aspiration par le vide pour porter la charge du sac. Un grand coffre, muni d'un joint extérieur souple, est équipé d'un long tuyau d'aspiration en accordéon. Celui-ci est relié à un rail de festons sur une potence qui permet une manœuvre vers l'intérieur et l'extérieur, ainsi qu'une rotation de 260°. Un opérateur peut utiliser une seule main pour actionner et manœuvrer les commandes et positionner le sac. La poignée de commande augmente ou diminue la quantité d'aspiration de la pompe à vide par le biais d'une valve de contrôle de l'air. En soulevant la poignée, le vide est augmenté, ce qui fait que le sac est soulevé en l'air. A l'inverse, en abaissant la poignée, on abaisse le sac jusqu'à ce que le vide soit complètement coupé, libérant le sac sur le plateau de sécurité de l'embout du sac. Le fonctionnement du système de levage de sac est sans effort et peut être effectué d'une seule main. La potence de support est montée au sol à côté de la station de vidage des sacs, ce qui permet d'accéder à la fois à la station et à la palette de sacs située à proximité.

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