par Detlef Bunzel, Evonik, Allemagne
« Quelle est la taille optimale du mélangeur pour la meunerie ? » et « Combien de lots par heure doivent être produits ? »
Une ligne de production d'aliments pour animaux efficace est une chaîne qui a été conçue pour gérer les types et les quantités d'aliments à produire. L'optimisation de l'équilibre entre la taille et la fréquence des lots joue un rôle central.
Deux questions critiques doivent être abordées lors de la conception de la ligne de production d'aliments pour animaux - « Quelle est la taille optimale du mélangeur pour l'usine d'aliments ? » et « Combien de lots par heure doivent être produits ? » Il est important dans tous les cas de trouver un équilibre entre la taille du lot et le temps de cycle du lot.
Par exemple, si l'objectif est de produire 30 tonnes d'aliments par heure, la ligne de production et l'équipement pourraient être conçus pour produire 30 lots d'une tonne chacun par heure, 15 lots de deux tonnes chacun par heure, ou 10 lots de trois tonnes chacun par heure.
Taille optimale du mélangeur
Les tailles de mélangeur typiques dans les usines d'aliments pour animaux vont de moins d'une tonne à six-huit tonnes par lot. La plupart des ingrédients alimentaires, environ 95 pour cent, sont généralement ajoutés au mélangeur sous forme de vrac sec. Les étapes du processus avant et après la ligne de pesage et de mélange sont pratiquement continues et, donc, le mélangeur doit pouvoir suivre le rythme des moulins à granulés. La capacité de la ligne de mélange est calculée en multipliant la taille du lot par le nombre de lots par heure. Par exemple, sortie (tonne/heure) =taille du lot (tonne) x nombre de lots/heures. Chaque sortie donnée peut être satisfaite en faisant varier la taille et la fréquence des lots.
Temps de mélange
Selon la conception du mélangeur et les attentes de qualité, le temps de mélange peut varier d'environ 60 secondes à quatre-cinq minutes, ou même plus longtemps. Alors que dans un mélangeur à double ruban, il faut plus de 200 secondes pour obtenir un bon coefficient de variation, un mélangeur à palettes peut atteindre un niveau d'homogénéité comparable en moins de 60 secondes. Considérant les exigences de temps pour le remplissage et le déchargement du mélangeur, des temps de cycle totaux de deux à six minutes peuvent en résulter, ce qui correspond à 10-30 lots par heure.
Séquence du processus de mélange par lots
La séquence temporelle du processus de mélange par lots est illustrée à la figure 1 (ci-dessous) et peut être structurée en quatre blocs :
1. Temps de dosage
2. Temps de remplissage et de déchargement du mélangeur
3. Temps de mélange
4. Temps de décharge du bac après le mélangeur
Le temps de cycle de lot est le laps de temps le plus court dans le diagramme, après quoi le mélangeur peut être rempli à nouveau. La figure 1 représente le meilleur des cas. Le temps de cycle de lot dans cet exemple est de trois minutes et 15 secondes, tandis que le temps de remplissage et de déchargement du mélangeur est de 15 secondes chacun. Le temps de mélange total est de deux minutes et 45 secondes. La moitié du temps de mélange est réservée au mélange des ingrédients secs avant que les liquides ne soient pulvérisés dans le mélangeur, tandis que le temps de pulvérisation est d'une minute avec un temps de mélange final de 30 secondes pour incorporer les liquides dans la purée sèche. En supposant que tous les lots prennent le même temps, plus de 18 lots seraient produits par heure.
Attention portée aux équipements et aux processus
L'augmentation de la taille des lots a évidemment une influence sur la taille des équipements impliqués. Par exemple, la taille du mélangeur augmentera proportionnellement à la taille du lot, tout comme la production par heure augmentera, en supposant un nombre constant de lots par heure. Il y a aussi une influence de la taille du lot sur le temps de dosage, précision de pesée, ainsi que le temps de mélange et de pulvérisation. Une attention particulière doit être accordée au temps de pulvérisation lorsque des produits liquides sont utilisés. Avec des tailles de lots croissantes, le temps de pulvérisation peut augmenter par rapport au temps de mélange avec des effets négatifs sur la qualité du mélange. Cet effet est ressenti plus fort avec une conception de mélangeur moderne et des temps de mélange plus courts.
Un dernier aspect est lié à l'usure du matériel; avec un nombre croissant de lots par heure, l'usure sera augmentée sur toutes les pièces qui sont activées lors du changement de lots telles que:portes coulissantes, pistons et entraînements pneumatiques, et les entraînements électriques.
Équilibre entre la taille du lot et la durée du cycle
Voici trois options pour atteindre un débit de ligne de mélange de 30 tonnes/heure :
Avec 30 lots par heure et 90 secondes de temps de mélange total, le pourcentage de temps de remplissage et de déchargement de 30 secondes s'élèverait à 25 pour cent du cycle de lot total et le temps de mélange serait de 75 pour cent. Ce timing impliquerait que les liquides soient pulvérisés en moins de 30 secondes avec un temps de mélange à sec de 60 secondes.
Avec 15 lots par heure et les mêmes 30 secondes pour remplir et décharger le mélangeur, le temps de mélange est augmenté à trois minutes et 30 secondes, une augmentation de 233 pour cent, même si le nombre de lots est réduit de seulement 50 pour cent. Par conséquent, le rendement de l'équipement de dosage pourrait également être réduit, avec des effets positifs sur la précision du dosage et l'homogénéité du mélange.
Avec 10 lots par heure, le temps de mélange passerait à cinq minutes et 30 secondes, ce qui représente 366 pour cent des 90 secondes dans le cas de 30 lots par heure. De nouveau, il y a un gain relatif de dosage productif, temps de pulvérisation et de mélange avec des effets positifs sur la qualité du processus.
Toutes les options sont techniquement possibles, et le choix final devra prendre en compte et évaluer des facteurs tels que la précision du dosage et l'homogénéité de l'aliment, adéquation des systèmes de pulvérisation et, finalement, les coûts d'investissement nécessaires pour l'équipement.
