Déchargement de big bags et transfert pneumatique de produits chimiques

Poudre traitée : Hypophosphite de sodium

Process de fabrication de produits d'étanchéité

Objectif du projet :
Définition et installation d'une nouvelle ligne de traitement clé en main pour la production de revêtements et de produits d'étanchéité dans une zone classée ATEX.

La solution proposée :
Solution technique permettant la livraison d'hypophosphite de sodium à partir de big bags et le transférer via une ligne de transport pneumatique automatisée vers la cuve d'un réacteur en aval. Des solvants sont impliqués dans le process de production, l'installation doit être conçue pour un indice de protection contre les explosions ATEX 2 IIB.

Les équipements proposés :
- Enceinte pour accueillir les équipements de déchargement de big bags
- Station de vidange de big bags
- Système de transfert pneumatique
- Armoire d'automatisation PLC

Le client est un leader mondial dans la conception et la production d'additifs rhéologiques à base d'eau. Situé aux Pays-Bas, le fabricant conçoit plusieurs types de produits : adhésifs, mastics, céramiques, revêtements divers, encres, minéraux…

Que sont les additifs rhéologiques ? Les modificateurs de rhéologie sont des additifs courants utilisés dans presque toutes les industries pour ajuster à la fois l'ampleur de la viscosité globale et contrôler les comportements non newtoniens. Il s'agit d'un agent anti-sédimentation pour les peintures à base de solvant.

Qu'est-ce que l'hypophosphite de sodium ? L'hypophosphite de sodium se présente sous forme de solide à température ambiante, sous l’aspect de cristaux blancs inodores. Il est soluble dans l'eau et absorbe facilement l'humidité de l'air. L'hypophosphite de sodium doit être conservé dans un endroit frais et sec, isolé des matières oxydantes.

Quelle est l'utilisation industrielle de l'hypophosphite de sodium ? Comme les autres hypophosphites, l'hypophosphite de sodium peut réduire les ions métalliques en métal de base. C'est la base du nickelage chimique (Ni-P), qui est sa principale application industrielle. Grâce à cette méthode, un film durable de nickel-phosphore peut recouvrir des objets aux surfaces irrégulières, comme dans l'aviation et le domaine pétrolier.

1. Installation de l'enceinte de la salle de déchargement des big bags

Afin de simplifier l'installation et de limiter les coûts du projet, une enceinte fermée est installée à l'intérieur de la zone de production. Cette enceinte protège la station de déchargement des big bags ainsi que l'armoire PLC et évite ainsi la nécessité de mettre en place et de classifier des zones dangereuses (coûts plus élevés). 
L'enceinte est intégrée avec les équipements suivants :
- Station de déchargement de big bags
- Armoire électrique
- Compacteur de big bags vides
- Zone de déplacement libre autour de la station pour la maintenance
 

2. Station de déchargement de big bags - EasyFlow® 150 avec élévation via palan électrique

La ligne de production « commence » avec une station de déchargement de big bags de la série EasyFlow®. Le palan de levage électrique monorail est capable de charger des big bags d'un poids maximal de 1500 kg.
L'opérateur installe les sangles du big bags sur la croix de manutention positionnée sur le palan électrique. Le big bag est ensuite soulevé via l'automate pour être positionné au-dessus de la pointe crève sacs en forme de U.
Ce système de lame de coupe intégré utilise la force du poids du big bag pour découper le fond du big bag. En effet, a force exercée par le poids du big bag sur les couteaux permettra une découpe instantanée du fond du big bag. Les lames de coupe sont fabriquées en acier inoxydable et peuvent être retirées de la station pour l'entretien. Des cylindres de massage à commande pneumatique pressent les côtés du big bags afin d'éliminer les éventuelles mottes de produit afin de garantir une décharge complète.

La lame de perforation du fond du big bags se trouve à l'intérieur d'une trémie tampon d'une capacité de 600 litres, soit une capacité de stockage correspondant à un big bag complet. Sous la station de déchargement du big bags se trouve un émotteur. Cet équipement assure un écoulement fluide de la poudre en éliminant les mottes qui peuvent se former en raison de la compression et de l'exposition à l'humidité. Il est important de maintenir la matière à l'état de poudre ou de granulés pour conserver un rapport air/matériau constant dans la ligne de transport pneumatique en aval. L'émotteur est composé de deux arbres avec des couteaux rotatifs qui tournent à une vitesse fixe pour briser les grumeaux.
 

3. Système de transport pneumatique

Sous la trémie de la station de déchargement des big bags se trouve un convoyeur à vis tubulaire. Il assure le transfert de la matière et la jonction avec le système de transport pneumatique des poudres.
L'objectif de ce convoyeur mécanique est d'extraire le produit de la trémie du big bags, de réguler le débit d’alimentation du système de transport pneumatique, d'assurer automatiquement le transfert du fluide et le débit optimal et enfin de compenser les variations du produit (densité, granulométrie, etc.).
Le fonctionnement du convoyeur à vis permet de réguler le rapport de mélange air/matière par le débit de la vis de transfert. La vis est pilotée par un capteur de vide régulé par le PCL pour un contrôle de la vitesse en temps réel (augmentation ou diminution du débit). Les avantages du contrôle automatisé du transfert mécanique sont les suivants : débit optimal et constant de la poudre indépendamment des variations de la densité apparente, pas de colmatage de la ligne de transport pneumatique (la vis s'arrête si le vide est trop élevé) et meilleure extraction pour les matériaux qui ont tendance à prendre en masse.

Pour la méthode de transfert, le choix se porte sur un transporteur sous vide en raison de l'absence d'échauffement de l'air ambiant et des fuites de poussières qui peuvent se produire en raison de raccords de tuyaux endommagés ou usés.
Un cyclo-séparateur (cyclone) est installé à l'extrémité du système de transfert pour recueillir la matière et séparer l'air du produit. Fabriqué en acier inoxydable 304, il est dimensionné pour convoyer la poudre à un débit de 6 m³/h et peut contenir une capacité de 500 litres.
Le produit entre juste en dessous du boîtier du filtre situé au sommet du cyclone. De là, le produit descend en spirale le long des parois du cyclone tandis que l'air traverse les cartouches filtrantes et sort par la pompe à vide. Le système de nettoyage à jet inversé est composé d'un réservoir d'air comprimé et de buses qui s'insèrent entre les plis de la cartouche filtrante. Il est commandé par une minuterie sur l'automate programmable qui envoie périodiquement des jets d'air à travers le filtre pour l'empêcher de se colmater pour récupérer toute la matière perdue dans le système de dépoussiérage.
Les autres caractéristiques intégrées comprennent des systèmes de vibration pour aider à l’écoulement du produit, une trappe d'accès avec capteur de position, une sonde de niveau bas (pour indiquer à l'automate quand transférer plus de matière) et une vanne papillon pneumatique sur un positionneur 4-20ma. Le cyclone est composé d’une  pompe à vide à trois lobes, dimensionnée pour transférer le matériau à un débit de 35 tonnes/heure. Elle est conçue avec un capot d'insonorisation et est installée en dehors de la zone dangereuse.
 

4. Armoire d'automatisation PLC

L'automate programmé Pal'Touch fournit une direction complète sur les fonctions électroniques de l'ensemble du système. Pour ce projet, le client est équipé d'un écran tactile Siemens S7-2000, HMI 7" avec communication Profinet. Un Profibus est également ajouté pour la communication externe avec notre siège social pour les capacités de diagnostic à distance. Palamatic Process peut fournir d'autres options comme alternatives si le client le préfère.