Prévenir la formation de poussière : ensachage propre des poudres et des granulés

Lorsqu'on remplit un sac, la l'air qu'il contient est refoulé. C'est la principale cause des émissions de poussière. L'intensité de ces émissions dépend de la facilité avec laquelle l'air peut s'échapper au niveau de l'orifice de remplissage et de la vanne à sac.

Les turbulences, la vitesse de remplissage ou la forme des sacs jouent ici un rôle amplificateur, et non celui de cause à part entière.

Lors du remplissage, l'air est refoulé le long de la tubulure de remplissage et de la vanne à sac. Cela entraîne une Retour à l'environnement d'installation. Ce courant de retour présente localement des vitesses d'écoulement et des niveaux de turbulence élevés. Les particules fines, dont la vitesse de chute est faible, suivent cet écoulement presque sans inertie et sont évacuées hors du sac.

Cet effet s'amplifie dans certaines conditions de processus bien définies, notamment en raison :

• des écoulements turbulents au niveau de la tubulure de remplissage,
• des vitesses de remplissage élevées accompagnées de pics de pression locaux,
• disposition irrégulière des sacs et circulation d'air incontrôlée,
• une taille de particules décroissante associée à une faible vitesse de chute.

La formation de poussière n'est donc pas un phénomène aléatoire, mais un phénomène reproductible et prévisible.

Les systèmes d'aspiration classiques n'interviennent qu'en aval : ils éliminent la poussière présente dans l'air ambiant, mais n'empêchent pas sa formation pendant le processus de remplissage.

En règle générale, les émissions de poussière se concentrent sur quelques points récurrents du processus. Un point de fuite central se trouve par exemple au niveau du Raccord entre le goulot de remplissage et la vanne à sac. À cet endroit, l'air refoulé peut s'échapper à grande vitesse et entraîner avec lui de fines particules.

Un autre moment critique survient lors de la Retrait des sacs après leur remplissage. Lors du détachement du sac de la buse de remplissage, il se produit souvent une brève décompression. Cela peut entraîner la libération de poussière encore présente au niveau de la vanne.

Aussi boîtiers de machines non étanches ou composants de l'installation insuffisamment blindés contribuent à un dégagement continu de poussière.

Les émissions de poussière liées aux phénomènes physiques qui se produisent lors du processus de mise en sac ne sont pas sans conséquences. Elles sont à l'origine à la fois de risques pour la sécurité, de nuisances pour la santé et de pertes économiques. Plus la poussière est fine et riche en énergie, plus ses effets sont graves.

Les poussières fines inflammables peuvent présenter un risque d'explosion lorsque cinq conditions sont réunies simultanément :

• Poussière inflammable
• Oxygène
• Source d'inflammation
• Concentration en poussière suffisante
• Turbulence

Dans les installations d'ensachage, la formation de poussière et de tourbillons lié au processus Et ce n'est pas rare. Même des émissions de courte durée peuvent créer localement une atmosphère explosive.

C'est pourquoi, dans les installations d'ensachage de poudres, on définit souvent différentes zones «ATEX». Ainsi, les zones de manutention du produit à l'intérieur des réservoirs ou des conduites peuvent, par exemple, être classées en zone 20, tandis qu'une zone 21 est souvent située autour de la tubulure de remplissage.

D'autres parties de l'installation, telles que les chambres de remplissage ou les systèmes de filtration, peuvent être classées en zone 22.

D'un point de vue technique, il est plus efficace d'empêcher la formation des nuages de poussière dès le départ plutôt que de les détecter ou de les contrôler a posteriori.

Dans le cas des poudres dangereuses pour la santé, ce n’est pas seulement la Efficacité des différents filtres est déterminant, mais aussi la Architecture de l'ensemble du système de mise en sac. Les valeurs limites d'exposition professionnelle (VLE) ne peuvent être respectées de manière sûre et durable que si le flux de produits s'effectue dans un système largement fermé et si les mouvements d'air sont contrôlés de manière ciblée.

Il s'agit moins de détecter la poussière a posteriori que de Prévention au sein du processus. Les passages ouverts ou les systèmes d'aspiration ponctuels atteignent rapidement leurs limites lorsqu'il s'agit de substances dont les valeurs limites sont très basses.

La poussière n'est pas un déchet, mais un produit perdu. Chaque fraction ultrafine évacuée avec l'air vicié entraîne une perte directe de matière et augmente en même temps la charge pesant sur les filtres et les systèmes d'évacuation d'air.

Dans les processus de remplissage en continu, même de petites quantités de poussière finissent par s'accumuler des pertes annuelles mesurables sur de longues périodes. Ce n'est pas l'évacuation visible de la poussière qui est déterminante, mais l'élimination continue des particules les plus fines par les systèmes d'évacuation d'air et de filtration.

D'un point de vue technique, la question n'est donc pas de savoir comment aspirer la poussière le plus efficacement possible, mais comment empêcher sa formation lors du processus de mise en sac.

Un ensachage sans poussière ne nécessite pas une puissance d'aspiration plus élevée, mais une logique de processus fondamentalement différente : les mouvements d'air ne sont pas considérés comme un phénomène inévitable, mais sont activement contrôlés et intégrés au processus. Seule une approche visant à empêcher la formation de poussière directement à la source est efficace.

La VeloVacCette technologie ne repose pas sur l'évacuation de la poussière déjà produite, mais sur la évacuation contrôlée de l'air refoulé pendant le remplissage, avant que celle-ci ne puisse transporter la poussière.

Au cœur du système se trouve une chambre à vide fermée, dans laquelle une dépression définie est générée pendant le remplissage. En pratique, VeloVac fonctionne généralement dans une plage de dépression d'environ 400 à 600 mbar. L'air refoulé lors du remplissage du sac avec le produit en vrac est évacué de manière ciblée de l'intérieur du sac.

Le réglage du vide est spécifique à chaque produit et tient compte des propriétés du produit en vrac, de son tassement ainsi que de la combinaison de sacs utilisée. Le système de régulation du vide permet d'ajuster la vitesse de remplissage et le débit tout en contrôlant la contrainte mécanique exercée sur le sac.

D'un point de vue technique, cela a plusieurs conséquences :

• pas de reflux le long des raccords de remplissage et de la vanne à sac
• réduction des écoulements turbulents dans la zone d'entrée
• aucune émission de poussière dans l'environnement, car le processus se déroule dans une chambre à vide fermée

La principale différence par rapport à la technique d'aspiration classique réside dans le fait que « VeloVac » ne fonctionne pas comme un système de captage de poussière en aval. L'objectif est un remplissage contrôlé, au cours duquel aucune poussière n'est libérée.

Une part importante des émissions de poussière ne se produit pas pendant le remplissage lui-même, mais juste avant. Les causes en sont les suivantes : sacs à valve défectueux ou mal ouverts.

Le ValvoDetect- Le système détecte toutefois ces défauts avant même le remplissage. Lors du transport du sac à valve vide, des capteurs optiques vérifient si la valve est correctement ouverte. Les sacs défectueux sont détectés automatiquement et écarté du processus.

Des buses à air comprimé et des capteurs de pression dynamique garantissent en outre que le sac est positionné avec précision avant la fermeture. Cela permet d'éviter les soudures incomplètes et, par conséquent, aussi bien les pertes de produit que les émissions de poussière dues à des vannes non étanches.

Les sacs défectueux sont ainsi détectés dès deux étapes critiques du processus : lors de l'alimentation en sacs et avant le soudage.

Une fois le remplissage terminé, la fermeture hermétique de la valve du sac constitue une autre étape critique du processus. La présence de poussière au niveau de la valve peut nuire à l'étanchéité des procédés de fermeture mécaniques ou thermiques.

Dans le cadre de la Soudage par ultrasons avec le ValvoSeal en revanche, on va vibrations mécaniques à haute fréquence utilisé pour souder localement le matériau du sac. Le processus de soudage s'effectuant directement au sein du composite, il est possible d'obtenir une liaison solide même en présence de particules de poussière au niveau de la valve.

Cela permet d'éviter les défauts courants, tels que les coutures déchirées ou incomplètes, et d'éliminer le risque d'émissions de poussière ultérieures dues à des fuites au niveau des soupapes.

La rentabilité d'une installation d'ensachage ne se mesure pas uniquement à l'aune des coûts d'investissement ou de la puissance nominale. Les facteurs déterminants sont les suivants : coûts d'exploitation et risques tout au long du cycle de vie de l'installation. Les processus d'ensachage à faibles émissions de poussière permettent de réduire toute une série de facteurs de coûts indirects.

Les émissions de poussière nécessitent un nettoyage régulier de la machine, des équipements périphériques et des abords du hall. Outre le temps nécessaire, cela entraîne des coûts liés aux temps d'arrêt, à la mobilisation du personnel ainsi qu'aux frais de nettoyage et d'élimination des déchets. Si les émissions de poussière sont évitées dès la phase de traitement, ces coûts sont réduits de manière structurelle.

La poussière affecte également le fonctionnement même des installations. Les filtres, les capteurs et les pièces mobiles sont ainsi soumis à des contraintes plus importantes et s'usent plus rapidement. En revanche, les procédés générant peu de poussière permettent d'espacer les intervalles de maintenance et d'augmenter la disponibilité des installations.

Les sacs et les palettes exempts de poussière permettent de réduire les réclamations tout au long de la chaîne logistique. Les emballages sales peuvent perturber les processus logistiques et entraîner le refus de la marchandise par le client.

Notre expérience sur le terrain le confirme : la détection précoce des sacs défectueux permet, entre autres, de réduire considérablement les coûts liés aux réclamations et au nettoyage. Un ensachage techniquement irréprochable réduit non seulement les émissions de poussière, mais améliore également la sécurité, la qualité des produits et la rentabilité de l'ensemble du processus d'emballage.

Les émissions de poussière lors de l'ensachage de poudres et de granulés ne constituent pas un effet secondaire inévitable. Elles résultent d'un déplacement d'air incontrôlé au cours du processus de remplissage. Ceux qui ne captent la poussière qu’après sa formation ne font que traiter les symptômes. En revanche, ceux qui contrôlent le flux d’air au cœur même du processus en éliminent la cause.

Des technologies telles que le remplissage sous vide, la détection optique des sachets et le scellage par ultrasons démontrent que l'absence de poussière, la fiabilité des processus et la rentabilité ne s'excluent pas mutuellement, mais se renforcent réciproquement. Moins de poussière signifie moins de risques d'explosion, moins de pertes de produit, moins d'efforts de nettoyage et des emballages plus propres tout au long de la chaîne d'approvisionnement.

La question cruciale pour les exploitants d'installations n'est donc pas de savoir quelle est la performance de leur système d'aspiration, mais si leur processus de mise en sacs génère encore de la poussière.