Que faut-il prendre en compte lors de la conception des interfaces avec les stations big bag et la vidange de sacs pour des procédés peu poussiéreux ?
Une interface peu poussiéreuse entre une station de big bags, une station de vidange de sacs et le procédé en aval ne résulte pas d'un composant unique, mais d'un projet global cohérent associant accostage, évacuation du produit, conduite d'air, dépoussiérage, séquence d'exploitation et technique de sécurité. Les propriétés du produit en vrac, la limitation d'exposition requise, le mode de convoyage et les conditions du site d'implantation sont déterminants.
La sortie du contenant doit être raccordée de façon aussi étanche que possible à la trémie d'alimentation ou à la station de vidange avant son ouverture. Pour les big bags, des dispositifs de serrage adaptés, des manchettes d'étanchéité gonflables ou des concepts à double fermeture entrent par exemple en ligne de compte. Pour la vidange de sacs, une alimentation encapsulée, une ouverture de sac contrôlée et une élimination sûre des sacs vides sont importantes. Les liaisons flexibles vers les vis, écluses rotatives ou transporteurs pneumatiques en aval doivent absorber les mouvements et vibrations sans générer de fuites ni de zones difficiles à nettoyer.
La géométrie de la sortie, l'inclinaison de la trémie et les aides à l'évacuation doivent être dimensionnées en fonction du produit. La masse volumique apparente, la taille des particules, la fonction d'écoulement, la cohésion, l'humidité, la tendance à la formation de ponts et l'abrasivité déterminent si un produit s'écoule librement ou si, par exemple, un dispositif de malaxage, une aide à l'évacuation ou un autre principe de convoyage est nécessaire. Des diamètres nominaux forfaitaires ou des aides à l'évacuation génériques ne constituent pas une base de dimensionnement solide.
L'air déplacé lors du remplissage et de la vidange doit être conduit de façon contrôlée. Une captation aux points d'émission réels et une aspiration correctement dimensionnée peuvent empêcher que de la poussière ne s'échappe dans la zone de travail. Le débit d'air ne doit être ni trop faible, car de la poussière s'échapperait alors, ni trop élevé, au risque d'entraîner du produit ou de perturber le mouvement du produit. Les filtres doivent être adaptés à la poussière, au débit volumique d'air, à la protection contre les explosions et au procédé de nettoyage. Le retour du produit séparé dans le procédé n'est judicieux que s'il est admissible sur le plan de la qualité, de l'hygiène et de la sécurité. Une installation de filtration ne signifie pas automatiquement une émission nulle.
Pour les poussières combustibles, une évaluation des risques avec classification en zones est nécessaire. Les zones peuvent différer à l'intérieur de la station, à proximité immédiate de l'alimentation et au niveau du dépoussiérage. Elles ne doivent pas être supposées de façon forfaitaire pour chaque vidange de big bag ou de sac, mais dépendent de la fréquence et de la durée d'une atmosphère explosive de poussière, de l'étanchéité, de l'aspiration, du nettoyage et du mode d'exploitation. La zone 20 désigne les emplacements où une atmosphère explosive de poussière est présente en permanence, fréquemment ou pendant de longues périodes ; en zone 21, elle peut apparaître occasionnellement en fonctionnement normal, et en zone 22, rarement et brièvement.
Le choix des big bags et de leur protection électrostatique doit également être déduit de l'évaluation des risques concrète. Le FIBC de type C doit être solidement mis à la terre pendant toute la durée du remplissage et de la vidange. Le type B ne convient généralement pas aux applications à risque d'explosion, car il ne garantit pas une dissipation ciblée des charges électrostatiques. Le type D est soumis à des conditions d'utilisation particulières et n'est par exemple pas prévu pour les poudres conductrices. Le choix dépend entre autres de l'énergie minimale d'inflammation, d'un risque possible d'explosion de gaz ou de vapeur, de la conductivité du produit et de la classification en zones.
Pour les substances dangereuses ou les produits à faibles valeurs limites d'exposition professionnelle, une alimentation de sacs simplement peu poussiéreuse peut ne pas suffire. Des objectifs de confinement doivent alors être fixés et vérifiés par des mesures. Selon le risque d'exposition, des systèmes d'accostage fermés, des systèmes à double clapet, des continuous liners, des solutions en boîte à gants ou d'autres concepts de confinement élevé (high containment) peuvent être nécessaires. L'objectif n'est pas seulement un environnement de travail visiblement peu poussiéreux, mais le respect démontré des valeurs limites d'exposition professionnelle fixées.
L'ergonomie est un facteur de sécurité et de qualité. La hauteur d'accostage, la visibilité, les efforts de manipulation, le poids du contenant, les aides au levage, les coupe-sacs, la vidange résiduelle et le retrait sûr des contenants vides influencent à la fois l'exposition et le risque d'erreurs de manipulation. Le contenant ne devrait être détaché que lorsque la sortie est solidement fermée, que la vidange résiduelle est terminée et que l'aspiration a suffisamment continué de fonctionner.
Le nettoyage et le changement de produit doivent également être pris en compte dès la conception. Les surfaces en contact avec le produit devraient être accessibles, faciles à nettoyer et aussi exemptes que possible de dépôts de produit. Pour les produits pharmaceutiques, alimentaires ou fréquemment changés, les matériaux, surfaces, joints et le concept de démontage doivent être adaptés au procédé de nettoyage prévu.
Le niveau de remplissage, la pression différentielle au filtre, le débit volumique de l'aspiration, la surveillance de la mise à la terre et les verrouillages sont des instruments utiles pour une exploitation sûre. Un verrouillage peut par exemple empêcher qu'un contenant ne soit ouvert avant que l'aspiration ne soit active, que la mise à la terre ne soit confirmée et que l'interface ne soit correctement fermée. Une vidange de big bags ou de sacs peu poussiéreuse est ainsi toujours une combinaison, conçue de façon spécifique au produit, d'étanchéité, de conduite d'air contrôlée, de flux de matière, de confinement, de protection contre les explosions et d'exploitation sûre.
Évacuation et remplissage avec amixon®
Les mélangeurs amixon® peuvent être conçus pour évacuer les poudres selon les besoins, avec ménagement et, autant que possible, sans compactage ni ségrégation. Les propriétés d'écoulement du produit à mélanger, la recette, la distribution granulométrique, la quantité évacuée et la précision de dosage souhaitée sont déterminantes à cet égard.
Les mélangeurs coniques et les mélangeurs à fond plat d'amixon® peuvent vidanger les produits coulants de façon très poussée, jusqu'à une évacuation quasi totale. Les géométries d'outil de mélange SinConcave® et SinConvex® favorisent un mouvement de produit uniforme et une bonne évacuation du produit. En association avec les systèmes ComDisc®, la vidange résiduelle peut être encore améliorée. La vidange effectivement atteignable doit toutefois toujours être évaluée avec le produit d'origine, en particulier pour les poudres cohésives, humides ou adhérentes.
DosiFlap® pour une évacuation contrôlée
Le système DosiFlap® sert d'organe d'arrêt et de dosage à la sortie du mélangeur. Il peut libérer ou bloquer de façon contrôlée le flux de poudre vers le bas et fermer étanchement la chambre de mélange à l'état fermé. Il convient ainsi aux applications dans lesquelles la poudre doit être évacuée par charges ou par quantités partielles définies.
La construction compacte des mélangeurs amixon® permet en outre leur installation sur cellules de pesée. La masse de poudre évacuée peut ainsi être saisie en continu et utilisée pour des quantités partielles, des quantités de remplissage ou des consignes de recette. Outre le concept de pesée, la précision de dosage atteignable dépend avant tout du comportement d'écoulement, de l'organe d'évacuation, de la quantité de produit, de la masse volumique apparente et de la logique de commande.
Interface avec les big bags
Un remplissage direct de big bags ou d'autres contenants est par principe possible. Pour une exploitation peu poussiéreuse, l'interface doit toutefois être conçue comme un système global. En font partie une liaison étanche entre la sortie et la station de big bags, une mise à l'air adaptée du contenant, une conduite d'air contrôlée ainsi qu'une vitesse de remplissage adaptée au produit.
Le DosiFlap® et d'autres organes d'évacuation adaptés peuvent éviter ou nettement limiter un transfert de produit à l'air libre. Ils ne remplacent toutefois pas automatiquement la station d'accostage de big bags requise, l'aspiration, la surveillance de la mise à la terre ou, le cas échéant, le concept de confinement. Ces composants doivent être définis de façon spécifique au projet en fonction du comportement de la poussière, de la protection contre les explosions, des valeurs limites d'exposition professionnelle et du type de contenant.
Alimentation fermée
L'alimentation d'un mélangeur à partir de big bags, de stations de vidange de sacs ou de systèmes de dosage devrait elle aussi s'effectuer par des interfaces aussi fermées que possible. L'intégration des stations d'accostage, de l'aspiration, de la technique de convoyage, des verrouillages et, le cas échéant, de l'inertage est harmonisée dans le cadre du projet. L'objectif est de limiter les émissions de poussière, les pertes de produit, la contamination croisée et la ségrégation pendant le transfert.
Pour une pure logistique de contenants, les mélangeurs à conteneur ou les mélangeurs à fût peuvent constituer une alternative. Lorsque la pesée, le mélange et l'évacuation sont effectués dans le même contenant, le nombre de transferts de produit diminue. Cela peut réduire les sources de poussière et l'effort de nettoyage, mais ne remplace pas la vérification des interfaces d'alimentation et de remplissage.