Broyer avec intelligence

Parfois une situation exige de prendre du recul pour trouver une nouvelle approche : adopter une perspective différente, s’inspirer d’un autre domaine pour faire de nouvelles découvertes. Cela peut aider à trouver une solution originale à un problème existant.

Lors d’une réunion chez un client allemand de FREWITT, il a été discuté du procédé de broyage à utiliser, pour la préparation des API dans un système fermé. La première idée était de broyer les produits sur la même machine, mais chacun à leur tour. Après chaque traitement de batch, l’équipement devait pouvoir être nettoyé grâce au dispositif WIP ou CIP afin de le préparer à accueillir un nouveau produit.

D’autres réunions ont suivi et des idées ont été lancées. De nouvelles approches ont émergé et des concepts inattendus ont été développés, jusqu’à ce qu’une solution étonnement simple et très pratique se dessine.

Une solution évidente

La réponse devait prendre en compte deux facteurs importants :

• La sécurité ;
• Le temps ;

Comme nous l’avons déjà évoqué, il fallait pouvoir nettoyer et sécher le système après chaque batch, pour le préparer à accueillir une nouvelle charge. Pour des raisons de sécurité, aucun résidu d’un produit A ne devait se retrouver mêlé à un produit B.

D’un autre côté, il fallait diminuer au maximum le temps de pause entre les lots. La fréquence avec laquelle les produits changent est élevée. Chaque changement génère une perte de temps de broyage supplémentaire.

En amont, nous avons déterminé le type de broyeur Frewitt qui couvrait au mieux les exigences du client. Le modèle ConiWitt-150 a été rapidement choisi pour ses caractéristiques spécifiques :

• un grand choix de tamis,
• un réglage progressif de la vitesse, de 400 à 2400 tr/min,
• un rotor à profil carré pour le broyage des produits secs ou à profil rond pour les produits humides.

Équiper un système mobile avec une tête de broyage ConiWitt-150 a permis de bons résultats de broyage. Cependant, le temps perdu lors du changement de produit restait trop important.

La solution est alors apparue avec évidence. Il suffisait d’utiliser deux systèmes de broyage identiques, dotés chacun d’une tête de broyage ConiWitt-150, mais avec un seul moteur. Cette proposition offrait un résultat idéal en termes de sécurité et gain de temps.

Deux systèmes de broyage identiques

Voici comment se présente la solution imaginée par Frewitt.

D’une part, le moteur du système d’entraînement FreDrive est fixé à l’aide d’une plaque, sur le sol de la salle de production. La tête de broyage ConiWitt-150 est, quant à elle, montée sur un chariot mobile. Cette tête dispose d’un système de fixation qui lui permet de s’arrimer sur le FreDrive. Ce système de broyage mobile a donc été commandé en double, pour les raisons déjà évoquées.

Le conteneur mobile, dans lequel est stocké le produit à traiter, se fixe sur le système de broyage :

• soit à l’aide d’une potence,
• soit grâce à une vanne active, accompagnée d’un système d’alimentation automatique. Des mandrins de verrouillage servent également de détrompeurs pour le centrage de la vanne.

Le produit pénètre dans le réceptacle du broyeur, sans aucune contamination extérieure. Ce conteneur est équipé d’un hublot ainsi que d’une sonde de niveau, pour surveiller le bon déroulement du transfert.

Un capteur magnétique évite tout démarrage non intentionnel du moteur, aussi longtemps que la trémie d’alimentation n’est pas mise en place. Sous cette trémie se trouve le calibreur conique CW150. Grâce à lui, le client pourra broyer des charges de produit allant jusqu’à 300 kg.

Selon les ouvertures de mailles des différents tamis utilisés, il sera possible de broyer des produits humides ou secs, ou encore de désagglomérer des granulés puis de les broyer.

Deux sondes sont insérées sous le tamis, afin de mesurer la température dans la chambre de broyage. Si les valeurs paramétrées sont dépassées, cela déclenche un arrêt du système, afin de ne pas endommager le produit.

Un dispositif spécialement conçu pour la ConiWitt150 relie la trémie de sortie à la trémie d’alimentation, assurant ainsi un équilibrage de la pression dans tout le système de broyage.

Le dernier élément du système de broyage mobile est la vanne passive de sortie. Un conteneur de type fût ou cuve y est arrimé pour récupérer le produit broyé.

Bien pensé

L’avantage du système de broyage jumelé semble maintenant évident. Pendant que l’un des systèmes est utilisé, le deuxième peut être nettoyé et préparé pour un nouveau produit. La préparation nécessite le changement de deux éléments au maximum, que sont le rotor et le tamis.

Dès que le batch dans le premier système est terminé, le nettoyage suit tandis que le second système est installé et qu’un nouveau batch est lancé.

Nettoyage, le B.A.-BA

Chacun des systèmes de broyage est équipé de huit buses de nettoyage intégrées. Elles sont réparties dans la vanne active, la trémie d’alimentation, la trémie de sortie, la vanne passive ainsi que dans le moulin conique.

Le nettoyage du système de broyage peut être géré à l’aide d’un PLC. Une fois le nettoyage terminé, il est impératif de faire circuler de l’air dans les buses, pour éviter que de l’eau ne reste dans le circuit. Cela pourrait provoquer un colmatage du produit et endommager la machine.

Grande flexibilité et sécurité élevée

Des cuves, de type conteneur et fûts, de différentes formes et tailles peuvent être arrimées sur le système de broyage mobile. À l’aide d’une potence mobile, les conteneurs sont transportés sur le lieu de production et mis à bonne hauteur pour permettre une fixation facile.

La flexibilité du système est alors assurée, tout comme sa sécurité. Les sondes PTC garantissent une température contrôlée tout au long du processus, pour assurer une production conforme aux attentes.

La conception de la chambre de broyage répond à la norme ATEX II 1 D (Zone 20). Tous les composants du système sont conformes aux directives ATEX. Les certificats ATEX interne et externe garantissent la sécurité de l’équipement chez le client tout comme sa fiabilité dans le temps.

Conclusion

Le challenge lancé par le client a été remporté avec brio. Cela prouve qu’il faut parfois oser explorer des voies inconnues. Dans ce cas précis, prendre deux systèmes de broyage identiques pour un seul moteur. Le résultat est impressionnant :

• un gain de temps important lors du changement de produit,
• plus de flexibilité dans les processus,
• un système qui remplit toutes les exigences de sécurité d’une production API.