ÉTUDES DE CAS
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Le pesage par lot de Big Bags de sel et de lactosérum remplace la vidange manuelle des sacs et augmente la production de margarine de 50 %
LETHBRIDGE, ALBERTA — Les opérations manuelles cèdent la place à la préparation automatisée du lait pour le mélange de margarine dans une nouvelle salle de traitement sanitaire chez Canbra Foods, Inc. Les contrôles automatisés améliorent la qualité, car les superviseurs surveillent les comportements des matériaux et identifient rapidement les anomalies dans le processus. La sécurité des travailleurs est améliorée tout en élargissant leurs responsabilités. L'entreprise économise 45 000 $ (canadiens) par an en achetant des ingrédients dans des Big Bags au lieu de sacs de 15 et 20 kg.Une commande de l'opérateur sur un PC central déclenche l'ajout d'un poids présélectionné de sel et de poudre de lactosérum en provenance de Big Bags de 1 000 kg placés sur deux stations de vidange de Big Bags, passant dans deux convoyeurs à vis flexibles pour finir leur course dans un des deux réservoirs de mélange dans la salle. Les agitateurs dans les réservoirs se mettent en marche et s'arrêtent automatiquement. Les pompes ajoutent un volume précis d'eau, tandis que d'autres pompes transfèrent une quantité précise de lait préparé vers un processus de traitement thermique puis dans un réservoir de lait fini. Les ingrédients restent dans un environnement hermétique du Big Bag jusqu'au réservoir de mélange, évitant ainsi toute contamination.
Dosage automatisé du sel et de la poudre de lactosérum
La clé du dosage du sel et de la poudre de lactosérum est un processus automatisé conçu conjointement par Canbra Foods et Flexicon. À l'extérieur de la salle, deux stations de vidange de Big Bags de 4,5 m de haut, sous contrôle par perte de poids, déchargent la poudre de lactosérum ou le sel dans deux trémies en acier inoxydable d'une capacité de 0,22 m3. À partir de chacun d'eux, un convoyeur à vis flexible de 9 m de long soulève l'ingrédient à une hauteur suffisante pour une alimentation par gravité à travers deux vannes d'aiguillage en Y de 1,5 m de haut. À l'intérieur de la pièce, chaque vanne se divise en deux goulottes en acier inoxydable de 2,4 m de long alimentant deux réservoirs de mélange de 3,15 m de haut.
La station de vidange de Big Bags élimine la poussière grâce à une vanne Iris de 31 cm de diamètre munie d'une membrane souple et imperméable qui permet à l'opérateur de tirer la manchette du sac fermée dans le compartiment d'accès à la manchette et de fermer la vanne sur la manchette. La manchette est ensuite ouverte, la porte d'accès du compartiment est fermée et la vanne est ouverte lentement, contrôlant la vitesse à laquelle la poudre s'écoule dans la trémie pour empêcher la poussière de s'échapper.
Les plaques FLOW-FLEXER™ activées pneumatiquement au fond du sac favorisent l'écoulement de l'ingrédient en massant les parois latérales inférieures du sac à des intervalles prédéfinis. Au fur et à mesure que le sac se vide, la pressions des plaques augmente, soulevant les côtés du sac pour lui donner une forme de «V», ce qui favorise le déchargement complet du produit. Un vibrateur à turbine pneumatique dans la trémie favorise l'écoulement dans l'adaptateur d'entrée du convoyeur à vis flexible.
Fonctionne avec le système de contrôle de l'usine
Lors du déchargement d'un sac, des pesons supportant l'ensemble cadre/sac transmettent des informations de perte de poids à un contrôleur qui arrête le convoyeur à vis flexible une fois que le poids du lot présélectionné a été déchargé. Le contrôleur fait circuler les informations entre le système SCADA de l'installation et un PC central qui communique également avec le contrôle logique programmable qui contrôle les agitateurs et les pompes à l'intérieur de la pièce, ainsi qu'avec 13 autres contrôles logique programmables dans l'installation. Sur le PC central, un opérateur saisit les commandes pour la préparation du lait via le logiciel RSBatch, selon la norme de dosage ISA S88. Le logiciel recueille des données pour suivre chaque lot, compiler les archives de lot et identifier les tendances et les anomalies.
Conforme aux normes sanitaires
Les surfaces des convoyeurs à vis flexibles en contact avec le produit sont construites et finies conformément aux normes sanitaires. Chaque convoyeur déplace l'ingrédient dans un tube extérieur qui renferme une vis en acier inoxydable robuste et flexible, la seule pièce mobile en contact avec le matériau. Le convoyeur n'a pas de fissures, de crevasses qui peuvent piéger les particules ou empêcher un nettoyage en profondeur. Pour le nettoyage, un opérateur enlève le bouchon de nettoyage et inverse la rotation de la vis pour évacuer tout résidu de matière.
Une spirale en acier inoxydable à fil plat, qui confère une plus grande force directionnelle que les spirales à fil rond, transporte la poudre de lactosérum fine (taille de particules de 200 mesh) à écoulement semi-facile. Une vis ronde en acier inoxydable transporte le sel dont la taille des particules est de 40 mesh. Les deux ingrédients sont hygroscopiques.
Remplace les opérations manuelles
Le système de dosage automatisé remplace la vidange manuelle de sacs de 15 et 20 kg d'ingrédients dans un prémélangeur sur une aire de traitement ouverte. L'usine devait éliminer 100 sacs vides par jour. Inévitablement, des déversements accidentels se produisaient et le prémélangeur recevait parfois des quantités inexactes d'ingrédients. Le levage des sacs pouvait également causer des blessures. Les opérations manuelles comprenaient également l'activation du mélangeur et des pompes et l'enregistrement des données, exposant le processus à l'erreur humaine.
Pour produire de la margarine, le lait préparé est mélangé à de l'huile de canola, le principal produit de Canbra Foods. La phase de préparation de l'huile, également sous contrôle du système de contrôle logique programmable de l'usine, est largement automatisée, mais Canbra Foods peut l'améliorer dans plusieurs années, en utilisant un système similaire de dosage de Big Bags par perte de poids pour le mélange humide et sec des ingrédients.
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Les stations de vidange de Big Bags déchargent le sel (gauche) et le lactosérum (droite) des sacs de 1 000 kg dans des trémies équipées de convoyeurs à vis flexibles qui transportent le matériau vers la salle sanitaire.
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Des convoyeurs à vis flexibles font monter le sel et le lactosérum à une hauteur de 9 m, ils passent par par gravité dans deux vannes d'aiguillage puis dans le local sanitaire.
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Les vannes d'aiguillage dirigent le sel et le lactosérum vers l'une ou l'autre des deux cuves de lait cru du local sanitaire.
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Chacune des deux vannes d'aiguillage peut diriger le sel ou le lactosérum vers l'un ou l'autre des deux réservoirs de lait cru.
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