Pesée et dosage : dosage de poudre
Systèmes de dosage de poudres et de solides en vrac dans les industries de transformation
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| Résumé de la section |
|---|
| 1. Principes du dosage |
| 2. Équipement d'alimentation |
| 3. Conseils pour un bon dosage |
Principes de dosage : comment doser les poudres
Un composant essentiel de tout système de pesée est le Cellule de charge. La cellule de charge mesurera la force appliquée et la traduira en un poids lisible par l'utilisateur et qui peut être utilisé pour faire fonctionner le processus.
Figure 1 : exemple de système de pesée automatique de poudre
Cette section aborde deux principales méthodes de dosage utilisées dans l'industrie : le dosage Gain-en-Poids et le dosage Perte-en-Poids. La différence clé entre ces deux approches de dosage est la position des cellules de charge.
Dosage Gain-en-Poids (GIW)
Le dosage Gain-en-Poids est effectué en mesurant le poids d'un réservoir situé après les instruments de dosage. C'est un peu similaire à ce que font de nombreux cuisiniers dans leur cuisine lorsqu'ils pèsent la quantité de produit nécessaire pour leur recette.
Plusieurs ingrédients provenant de plusieurs réservoirs peuvent être dosés dans le réservoir sur Cellules de charge. Une restriction est toutefois que le dosage doit être séquentiel. Étant donné que le poids est mesuré par le réservoir en aval, si tous les ingrédients sont dosés en même temps, le dosage ne peut plus être suivi. Par contre, un tel dosage séquentiel peut être effectué à l'avance pendant que le reste du processus après le réservoir de dosage est occupé à effectuer d'autres tâches. On appelle cela le dosage en temps caché.
Figure 1 : principe de dosage pour un système Gain en Poids
Dosage Perte-en-Poids (LIW)
Contrairement au dosage GIW, le réservoir sur les cellules de charge qui pilote le dosage est situé au-dessus de l'instrument de dosage. Cela signifie que, lorsque l'instrument de dosage fonctionne et délivre le produit, le poids du réservoir dont le produit est prélevé diminue, il perd du poids.
Il est possible de réaliser différents dosages vers le même équipement (un mélangeur par exemple) indépendamment, ce qui peut représenter un gain de temps. Par contre, le dosage ne peut pas être effectué en temps caché, car l'équipement qui reçoit la poudre doit être libre. Il est toutefois possible de combiner les avantages des deux techniques (LIW et GIW) en dosant LIW vers un réservoir. Tous les dosages peuvent être effectués en même temps, tout en pouvant être réalisés en temps caché par rapport au reste du processus. Cependant, cette solution devrait être réservée à des cas très spécifiques, car elle nécessite plus d'équipement, de hauteur et pose le problème de s'assurer que tous les ingrédients dosés dans le réservoir peuvent être correctement déchargés.
Figure 2 : principe de dosage pour un système Perte en Poids
Dosage continu
De nature, le dosage Gain-en-Poids est une opération par lots et ne peut donc pas être appliqué pour le dosage continu. Partout où un dosage continu est requis (alimentation d'un mélangeur continu par exemple), il devra être effectué par des alimentateurs Perte-en-Poids. Plusieurs alimentateurs peuvent être utilisés en même temps pour alimenter le processus en aval. Une telle application nécessite toutefois une automatisation complexe pour l'alimentateur LIWF. Le contrôle de l'alimentateur LIWF vise principalement à filtrer les perturbations qui peuvent survenir sur les cellules de charge cellules de charge pendant le dosage.
Équipement de dosage (alimentation)
Tableau 1 : Liste des équipements de dosage courants
| Équipement | Application |
|---|---|
| Alimentateur à vis | Les transporteurs à vis sont l'une des méthodes les plus courantes et les plus simples pour effectuer un dosage. Ils peuvent être utilisés à la fois en LIW et en GIW, et avoir différentes tailles. La conception de l'entrée de poudre ainsi que le pas de l'hélice de la vis sont importants pour réussir un dosage rapide et précis. |
| Tubes vibrants | Les tubes vibrants ont l'avantage d'être doux avec le produit, faciles à nettoyer et à entretenir, et peuvent atteindre un débit élevé. Cependant, l'inertie à la fin du dosage rend le contrôle plus difficile pour obtenir la précision souhaitée. Ils devraient donc être réservés aux ingrédients principaux. |
| Soupape rotative à verrouillage d'air | Les soupapes rotatives à verrouillage d'air peuvent être utilisées pour le dosage, mais ne constituent pas une solution préférée. Il est difficile d'atteindre une bonne précision et ces équipements sont coûteux à l'achat et complexes à entretenir. Ils doivent être réservés à des applications très spécifiques (en cas de préoccupation ATEX par exemple) |
| Soupape vibrante | Certains fournisseurs peuvent proposer un papillon équipé d'un actionneur spécial qui contrôle le flux de produit en vibrants. Ce type de dosage offre une solution compacte qui peut être utilisée pour les ingrédients principaux / mineurs. |
| Alimentateurs Perte en Poids | Les alimentateurs Perte en Poids font référence à des machines spéciales construites selon les modèles LIW, mais qui sont livrées seules avec leur propre contrôleur. Ils sont principalement utilisés pour les ingrédients nécessitant un degré très élevé de précision et peuvent avoir une conception spécifique pour s'adapter aux caractéristiques de chaque ingrédient (vis jumelles, réservoir agité...). Ces systèmes sont également utilisés dans le dosage continu ; pour cette application particulière, la qualité du logiciel permettant de filtrer le signal des cellules de charge et de piloter l'équipement de dosage est d'une importance primordiale pour la qualité du dosage. |
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Réaliser un bon dosage : problèmes courants de dosage de poudre et comment les résoudre
La clé pour réaliser un bon dosage réside principalement dans le soin apporté à l'isolation correcte des cellules de charge contre toute perturbation de l'environnement. Bien sûr, il est essentiel d'avoir des cellules de charge correctement calibrées et fournissant des poids dans les limites définies par le fournisseur. Cependant, si une perturbation se produit, les cellules de charge liront un poids inexact, mais donneront quand même une valeur : c'est là que cela peut être délicat pour l'opérateur de l'usine, peut-on faire confiance à cette valeur ou non ?
Pour faire confiance à la valeur, il est nécessaire de s'assurer qu'aucune force, à l'exception de celle due au poids mesuré, n'est appliquée aux cellules de charge. Il est particulièrement important de vérifier les points suivants.
Tableau 2 : Paramètres clés pour un dosage précis
| Paramètre | Que faire |
|---|---|
| Connexions flexibles | Les connexions flexibles ne sont ni trop tendues ni trop comprimées. Il est particulièrement important de vérifier ce point après un service (entretien, nettoyage...) |
| Filtres | Décharger une poudre entraîne un mouvement d'air. Si l'air n'est pas correctement ventilé (en aval du réservoir) ou admis (en amont du réservoir), l'air peut pousser sur les réservoirs et perturber la lecture des cellules de charge, assurez-vous que des filtres sont en place et dimensionnés correctement |
| Perturbations externes | Aucune vibration n'est transmise au réservoir pendant le dosage, personne ne pousse un réservoir, pas de fort courant d'air |
| Autres connexions | Aucune connexion n'empêche le réservoir de bouger librement |