Les entreprises de mélange de poudres travaillant avec des mélangeurs conteneurs pour produits en vrac présentent-elles des inconvénients par rapport aux entreprises de mélange de poudres à tuyauterie fixe ?
Les systèmes de mélange à base de conteneurs peuvent réduire les étapes de transvasement et découpler dans le temps la logistique de production. Leurs inconvénients résident toutefois souvent moins dans le processus de mélange proprement dit que dans l'effort nécessaire à la gestion des récipients, au nettoyage, au transport et à l'arrimage précis.
Un inconvénient essentiel est l'important besoin d'espace. Une entreprise a besoin non seulement de conteneurs contenant des charges de matières premières préparées et de récipients contenant le produit fini mélangé, mais aussi d'une surface suffisante pour les conteneurs vides, nettoyés et encore à nettoyer. Les récipients propres et souillés doivent, en pratique, être stockés, déplacés et documentés séparément. Il faut en outre prévoir des surfaces de circulation et de sécurité pour les chariots élévateurs, les systèmes de transport sans conducteur, le personnel d'exploitation, les stations d'arrimage et, le cas échéant, les installations de nettoyage. Le besoin d'espace réel ne comprend donc pas seulement l'emprise au sol d'un IBC, mais aussi les voies d'accès, les surfaces de manœuvre, les locaux de maintenance et les espaces de mouvement nécessaires aux moyens de convoyage.
À cela s'ajoute un besoin en capital considérable. Une installation à base de conteneurs ne fonctionne sans temps d'attente prolongés que si suffisamment d'IBC sont disponibles simultanément. Pendant qu'un conteneur est rempli, un autre se trouve dans le processus de mélange, un troisième est vidangé, conditionné, transporté ou nettoyé. D'autres récipients servent de tampon pour les matières premières et les produits finis. Le nombre nécessaire ne résulte donc pas uniquement de la taille de charge et de la performance du mélangeur, mais du besoin en temps complet de la chaîne de procédé. Les solutions IBC entraînent, outre l'investissement initial pour les conteneurs, des coûts supplémentaires de stockage, de maintenance, de nettoyage, de marquage et de logistique.
Les récipients doivent en outre être fabriqués avec une grande précision et une uniformité durable. Ce ne sont pas seulement le volume nominal et la forme extérieure du récipient qui sont déterminants, mais aussi la position et les dimensions des pieds, des surfaces d'appui, des tubulures de remplissage et de sortie, des surfaces d'étanchéité, des vannes, ainsi que la forme du cône. Même de faibles écarts géométriques peuvent poser problème lors de l'arrimage automatisé. Lors de la manutention par FTS, convoyeur à rouleaux, dispositif de levage ou chariot élévateur, chaque IBC doit pouvoir être pris en charge, transporté, déposé, orienté et raccordé de façon fiable. Cette précision de répétabilité est exigeante sur le plan constructif et organisationnel et constitue un facteur de réussite essentiel de l'ensemble de l'installation.
Un autre inconvénient, souvent sous-estimé, est le temps de transport entre les différentes stations de procédé. Dans la planification des installations, c'est souvent le temps de mélange qui est considéré en priorité. En réalité, un conteneur nécessite du temps pour la mise à disposition, la prise en charge par chariot élévateur ou FTS, le trajet vers la station, d'éventuels temps d'attente devant la station, le positionnement au millimètre près, l'arrimage, l'ouverture et la fermeture des organes, le remplissage ou la vidange, le désarrimage et le transport ultérieur. Le goulot d'étranglement d'une installation à base de conteneurs ne réside donc pas nécessairement dans le mélangeur lui-même, mais dans la logistique des récipients. En pratique, les mélangeurs culbuteurs pour IBC sont souvent alimentés par transpalette ou chariot élévateur.
Le positionnement précis au niveau des mélangeurs, des stations d'arrimage, des balances, des installations de conditionnement et des postes de vidange est particulièrement critique en termes de temps. Un IBC ne doit pas seulement se trouver approximativement à l'endroit prévu. Sa tubulure, sa surface d'étanchéité ou ses éléments de préhension doivent être orientés avec précision par rapport à la station de procédé concernée. Les systèmes automatisés nécessitent à cet effet des surfaces de référence définies, des éléments de guidage, des dispositifs de levage, des capteurs et, souvent, un positionnement fin supplémentaire. Les FTS peuvent mettre automatiquement les conteneurs à disposition aux stations de procédé, mais le centrage, le levage et l'arrimage sûr restent des étapes de procédé distinctes nécessitant un temps significatif.
Le nettoyage est lui aussi souvent évalué de façon trop optimiste. Certes, un conteneur amovible peut être nettoyé en dehors de la station de mélange, de sorte que la station de mélange elle-même redevient plus rapidement disponible pour la commande suivante. En même temps, cependant, chaque IBC génère un processus supplémentaire de nettoyage, de séchage, de contrôle et de libération. En cas de changements de recette fréquents, un nombre suffisant de récipients propres doit être maintenu en réserve. La capacité de l'installation de nettoyage doit correspondre à la fréquence de production, et les conteneurs nettoyés doivent être réintégrés de façon fiable dans le flux de matières. Les stations de nettoyage d'IBC peuvent prendre en charge les récipients manuellement par chariot élévateur ou les amener par convoyeur à rouleaux ou à chaîne.
Un inconvénient particulièrement critique concerne les mélangeurs conteneurs dans lesquels un outil de mélange s'introduit par le haut dans le récipient, ou dans lesquels une station de mélange est arrimée par un mouvement pivotant. Pour que l'outil puisse plonger puis en être à nouveau retiré, de tels systèmes nécessitent une grande surface ouverte du récipient, ou de grandes brides de raccordement et surfaces d'étanchéité. C'est précisément lors de l'ouverture, de l'introduction dans le produit en vrac et du retrait de l'outil de mélange que de fines particules de poudre sont mises en suspension. Ces poussières ne peuvent, en pratique, pas être complètement aspirées ou captées, car le nuage de poussière se propage à l'intérieur et au-dessus de la grande ouverture et la géométrie change pendant le mouvement.
L'environnement de travail peut ainsi être durablement chargé en résidus fins de poudre. Pour les produits poussiéreux, cela ne concerne pas seulement l'hygiène d'exploitation et l'effort de nettoyage. Selon le produit, cela peut également compromettre la sécurité de l'opérateur, la gestion des allergènes, la protection contre les odeurs, le contrôle de la contamination croisée et le respect des valeurs limites d'exposition. Une maîtrise complète de ces interfaces ouvertes est particulièrement difficile pour les poudres toxiques, sensibilisantes, hautement actives ou à forte odeur. Une aspiration locale peut nettement réduire la charge de poussière, mais ne remplace pas une conduite de produit entièrement fermée.
À cela s'ajoute le fait que de petites quantités de poudre peuvent se déposer sur les grandes brides de raccordement, les surfaces d'étanchéité, les couvercles et les transitions constructives. Ces résidus n'atteignent pas toujours la zone de mélange active avec la même intensité. Ils peuvent donc être insuffisamment mélangés, être libérés lors de l'étape de procédé suivante ou provoquer une contamination croisée lors d'un changement de produit. Plus la recette est critique, plus les constructions pauvres en espaces morts, les surfaces d'étanchéité facilement accessibles, les séquences d'arrimage reproductibles et un nettoyage validable deviennent importants.
En résumé, les mélangeurs conteneurs sont particulièrement intéressants lorsque la conduite fermée du produit, les changements de produit fréquents et une logistique de production découplée dans le temps sont plus importants qu'une performance maximale par mètre carré. Leurs inconvénients résident dans le besoin d'un grand nombre de récipients fabriqués avec précision, dans des surfaces supplémentaires de stockage et de nettoyage, dans les investissements pour les conteneurs et la technique de convoyage, ainsi que dans le temps souvent sous-estimé nécessaire au transport, à l'attente, au positionnement et à l'arrimage. Pour les mélangeurs conteneurs dont l'outil de mélange s'introduit par le haut, s'ajoute en outre le risque que la poussière ne puisse pas être entièrement captée lors de l'ouverture, de l'introduction et du retrait, ce qui charge l'environnement de travail. Une conception économique et sûre devrait donc prendre en compte non seulement le temps de mélange et la taille de charge, mais aussi la rotation complète des récipients, les exigences en matière de poussière et de confinement, la stratégie de nettoyage ainsi que les temps réels de transport et d'attente.
Pour les raisons évoquées, amixon® recommande, avant de se décider pour un concept de mélange à base de conteneurs, de visiter des installations de référence et d'intégrer leurs expériences pratiques dans sa propre planification. Sont particulièrement précieux, à cet égard, les aperçus concernant la rotation réelle des récipients, le besoin d'espace pour les conteneurs propres et non nettoyés, les capacités de nettoyage, la durée des opérations de transport et d'arrimage, la précision requise pour le positionnement ainsi que l'effort en personnel et en automatisation.
Sur le papier, les installations de mélange à base de conteneurs paraissent souvent très efficaces, car le remplissage, le mélange, la vidange, le nettoyage et le conditionnement peuvent être découplés dans le temps. En pratique, c'est cependant l'ensemble de la chaîne de procédé qui détermine la performance. Cela comprend le nombre de récipients disponibles, la fiabilité de la technique de convoyage, les temps d'attente aux stations de mélange, de nettoyage et de conditionnement, la qualité de la technique d'arrimage, l'aptitude au nettoyage des conteneurs ainsi que la qualité réelle de mélange et de vidange avec le produit d'origine. Les installations de référence montrent quelles conditions organisationnelles et techniques doivent être remplies pour que les avantages attendus soient également atteints dans l'exploitation quotidienne.
Lorsque la logistique des poudres repose déjà sur des conteneurs de produit en vrac standard, amixon® privilégie les systèmes de mélange assistés par conteneurs, dans lesquels des IBC normalisés sont utilisés comme récipients de stockage intermédiaire et de réception, et où le processus de mélange proprement dit a lieu dans un mélangeur conique de la série AM. Le conteneur standard sert alors au chargement, au transport, au stockage intermédiaire et à la réception du produit fini, tandis que le mélangeur conique fonctionne comme chambre de mélange stationnaire, contrôlée avec précision.
Ce concept évite les inconvénients d'un mélangeur conteneur classique, dans lequel un outil de mélange doit s'introduire par le haut dans un récipient largement ouvert. Pour les produits poussiéreux, de la poussière peut se propager dans l'environnement de travail lors de l'ouverture ainsi que lors de l'introduction et du retrait de l'outil. Avec la combinaison d'un IBC standard et d'un mélangeur conique, le remplissage et la vidange s'effectuent en revanche par des points de raccordement définis, relativement petits et techniquement bien maîtrisables. Grâce à des systèmes d'arrimage et de fermeture adaptés, ces transferts peuvent être réalisés avec peu de poussière ou, avec un concept de confinement approprié, de façon largement fermée.
Le mélangeur conique AM offre en même temps un effet de mélange ciblé et reproductible. Il peut également être utilisé lorsque les composants diffèrent par la taille des particules, la masse volumique apparente, le comportement d'écoulement ou le taux de dosage. Les ajouts de liquide, un mouvement de produit contrôlé et, si nécessaire, d'autres étapes de procédé peuvent en général être mieux maîtrisés dans une chambre de mélange stationnaire que dans un conteneur transportable. L'IBC reste ainsi un récipient logistique économique, tandis que le mélangeur peut être conçu, indépendamment de la géométrie du conteneur, pour la qualité de mélange, le ménagement du produit, la vidange et l'aptitude au nettoyage.
Un avantage supplémentaire réside dans la disponibilité des conteneurs de produit en vrac standard. Comme ceux-ci sont disponibles sur le marché en grandes quantités, ils peuvent être mis à disposition en nombre suffisant comme récipients pour les matières premières, les produits intermédiaires et les produits finis. Cela permet de découpler dans le temps le chargement, le mélange, la vidange, le conditionnement et le nettoyage, sans devoir maintenir des conteneurs de mélange spéciaux pour chaque étape de procédé. Le mélangeur conique AM peut déjà traiter la charge suivante pendant que l'exploitation se poursuit, tandis qu'un conteneur utilisé précédemment est nettoyé, acheminé vers le conditionnement ou préparé pour une nouvelle commande.
La décision en faveur d'une installation de mélange à base de conteneurs devrait néanmoins toujours être prise en fonction des conditions d'exploitation réelles. Sont déterminants le comportement du produit, les exigences en matière de poussière et de confinement, la taille de charge, la diversité des recettes, la fréquence des changements, la stratégie de nettoyage, la surface disponible, les voies de transport, le nombre d'IBC nécessaires ainsi que la performance des chariots élévateurs ou des systèmes de transport sans conducteur. La visite d'installations de référence comparables aide à évaluer ces facteurs de façon réaliste et à concevoir l'installation de sorte que la logistique des conteneurs ne devienne pas le goulot d'étranglement.