Quels avantages les mélangeurs conteneurs (IBC) offrent-ils pour des tailles de charges flexibles et des changements de produit rapides en façonnage à la demande ?
Les mélangeurs conteneurs à conteneurs intermédiaires pour vrac (IBC) conviennent particulièrement aux entreprises de mélange à façon présentant des tailles de charge variables et des changements de produit fréquents. Ils combinent des avantages de génie des procédés, logistiques et hygiéniques dans un système modulaire.
Certains mélangeurs conteneurs travaillent comme mélangeurs à chute libre. Le contenant est alors mis en rotation ou basculé, de sorte que le produit tombe et roule dans la chambre de mélange. Ces systèmes conviennent avant tout aux poudres et granulés à écoulement libre présentant une masse volumique apparente, une distribution granulométrique et des propriétés d'écoulement semblables. Il existe par ailleurs des mélangeurs conteneurs dotés d'un outil de mélange activement mû dans le contenant. Ils passent pour des mélangeurs de précision, sont universellement employables et conviennent aussi à des recettes plus exigeantes.
Un avantage central est que l'IBC sert lui-même de cuve de mélange. Le remplissage, le mélange, le stockage intermédiaire, le transport et la vidange s'effectuent dans le même contenant. Les opérations de transvasement classiques sont supprimées. La flexibilité augmente, les changements de produit sont accélérés et des tailles de charge différentes peuvent être conduites à qualité constante.
Les systèmes IBC offrent une grande liberté quant à la taille de charge. Grâce à des tailles de conteneur différentes – de plus petites jusqu'à plusieurs milliers de litres –, les tailles de charge peuvent être adaptées exactement à la quantité commandée, sans que la station de mélange doive être reconfigurée. Les mélangeurs conteneurs travaillent typiquement avec des taux de remplissage d'environ 40 à 80 pour cent. Lorsque la quantité de charge est adaptée à la taille du conteneur, le taux de remplissage et donc le comportement d'écoulement et de mélange restent comparables. Les mélangeurs stationnaires sont en revanche le plus souvent optimisés pour un volume nominal et perdent en qualité de mélange en cas de sous-remplissage. Les systèmes IBC contournent cet inconvénient.
Les changements de produit profitent des temps de réglage et de nettoyage courts. Un changement s'effectue pour l'essentiel par l'échange du conteneur ; la machine de base est relativement simple à nettoyer. Le risque de contaminations croisées diminue nettement. Au besoin, un IBC propre peut être attribué à chaque recette. Cela rend ces systèmes particulièrement intéressants pour les domaines aux exigences d'hygiène élevées, par exemple dans l'industrie alimentaire, pharmaceutique, des peintures ou des additifs.
Sur le plan du génie des procédés, les mélangeurs conteneurs à chute libre travaillent de façon très ménageante. L'homogénéisation s'effectue par la rotation, le mouvement oscillant ou le basculement du contenant entier, le plus souvent sans éléments internes dans l'espace produit. La sollicitation de cisaillement, la casse des particules et le démélange sont ainsi réduits avec des solides en vrac sensibles. Grâce à des vitesses de rotation, des angles de basculement et des temps de mélange définis, des résultats reproductibles sont atteignables, avec des écarts-types relatifs visés dans le domaine du bas pourcentage à un chiffre. Le système fermé réduit les émissions de poussière et protège de l'exposition à des poussières critiques.
Sur le plan logistique, les mélangeurs conteneurs IBC permettent un fonctionnement en parallèle. Les procédés de remplissage, de mélange, de nettoyage et de vidange peuvent être découplés dans le temps. Pendant qu'une charge est mélangée, un deuxième conteneur peut être rempli et un troisième nettoyé. La station de mélange devient ainsi l'unité de traitement centrale, avec un taux d'utilisation élevé. En même temps, l'IBC fait office de contenant de stockage, de mélange et de dosage, de sorte que les transvasements entre cuves de préparation et de mélange sont supprimés. Cela fait gagner du temps, réduit les pertes et abaisse la production de poussière.
La traçabilité se laisse bien organiser. Chaque conteneur peut être doté d'une identification de charge et est ainsi suivi à travers tout le procédé. Cela soutient la documentation conforme aux BPF et les pistes d'audit dans la fabrication à façon. L'effort de nettoyage se concentre sur le contenant et quelques interfaces, au lieu de géométries de mélange stationnaires complexes. La consommation de produits de nettoyage et d'eau ainsi que le temps de travail en diminuent.
Du point de vue de la sécurité du travail et de la protection de l'environnement, le système fermé minimise l'exposition du personnel aux poussières. Une contamination atmosphérique de l'environnement est réduite, de sorte que différents produits peuvent être traités en parallèle dans une même halle sans s'influencer mutuellement.
Le mélangeur conteneur amixon® COM : mélanger directement dans le contenant – sans transvasement
amixon® propose deux systèmes de mélange en conteneur différents, comme mélangeurs de précision pour des qualités de mélange idéales :
- le système COM avec des conteneurs ouverts pour solides en vrac (Mixtainer®)
- un système dans lequel des IBC standard sont employés comme cuve de mélange
La base des deux systèmes sont les outils de mélange hélicoïdaux verticaux d'amixon®, conçus pour un remaniement forcé tridimensionnel et une homogénéité reproductible.
Avec le COM, le conteneur pour solides en vrac sert lui-même de chambre de mélange. L'outil à ruban hélicoïdal SinConcave®/SinConvex®-MultiPlane® (système de mélange hélicoïdal) est introduit par le haut dans le produit et le conteneur est fermé par un couvercle – sur demande également avec manipulation automatique du couvercle. L'outil hélicoïdal mélange ensuite dans le contenant fermé de façon étanche aux gaz et se « dévisse » lentement en marche inverse. Le conteneur avec le produit fini mélangé peut être retiré directement. Des Mixtainer® fabriqués aux dimensions exactes sont la cuve standard. Des installations basées sur des IBC standard sont également réalisables. Le contenant fait office de récipient de dosage, de mélange, de transport et de réserve pour les machines de conditionnement, les extrudeuses ou les procédés liquides.
Contrairement aux mélangeurs à mouvement oscillant ou purement rotatifs, le système COM travaille avec un outil hélicoïdal mû dynamiquement, qui contrôle tout l'espace. Cette géométrie d'outil de mélange est la seule qui permette d'homogénéiser de façon techniquement idéale des rapports de composants allant jusqu'à environ 1:100 000, même avec des masses volumiques apparentes et des tailles de particules très différentes et avec la participation de composants liquides ou humides. L'écoulement total tridimensionnel – vers le haut à la périphérie et vers le bas au centre – engendre les plus hautes qualités de mélange dès un faible taux de remplissage. En option, un rotor de coupe avec ajout de liquide est disponible, qui combine désagglomération et mouillage dans son rayon d'action. La chambre de mélange est conçue pour la zone ATEX 20.
Les mélangeurs en conteneur d'amixon® sont conçus de façon systématique pour une production découplée. La pesée, le mélange et le conditionnement ont lieu dans des locaux séparés. Pendant qu'une zone est en cours de réglage ou de nettoyage, la production continue dans une autre. Pour le nettoyage humide automatique et le séchage de l'outil de mélange, un Washtainer® peut être accosté. Les tailles vont d'environ 100 à 4 000 litres de volume de charge. Sur demande, des exécutions conformes à l'EHEDG, à la FDA et aux 3-A sont également réalisées.
Le dimensionnement et l'intégration s'effectuent spécifiquement pour chaque projet. La logistique des contenants, la manipulation des couvercles et les périphériques sont conçus sur la base de l'URS de l'exploitant – chaque appareil est une pièce unique. Les paramètres de mélange et de nettoyage pour des recettes concrètes sont vérifiés et documentés en halle d'essais amixon® avec le produit d'origine.
La base constructive est la conception hygiénique amixon®. La chambre de mélange et l'outil hélicoïdal sont soudés sans joint apparent et polis. L'outil de mélange est monté exclusivement en partie haute, de sorte qu'un passage d'arbre inférieur critique pour la contamination est supprimé. Des organes de vidange sans espace mort et des lances de lavage intégrées permettent un nettoyage à sec et humide validable conformément aux directives de l'EHEDG, aux directives d'hygiène de la FDA et aux 3-A Sanitary Standards.