L'invention concerne un procédé de désaération de produits pulvérulents destiné à permettre, de maniére discontinue, la réduction de leur volume apparent, et un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé.
Dans ce domaine, la multiplication des supermarchés et la modernisation des techniques de distribution du type self-service et do it yourself, conduit certaines industries telles que la cimenterie, les industries chimiques et alimentaires, à présenter leurs produits sous des conditionnements réduits, par exemple des sacs plastiques de petite contenance. En général, ces produits sont extrêmement pulvérulents par nature et de grosses difficultés se présentent au moment du remplissage des emballages et lors de leur fermeture. En effet, la pulvérulence est une qualité souvent recherchée dont la conséquence est la retenue d'une certaine quantité d'air entre les particules du produit.
Les moyens habituels utilisés actuellement pour obtenir des emballages de produits pulvérulents adaptés aux nouvelles exigences des consommateurs consistent, soit à employer une main-d'oeuvre chargée de tasser les petits sacs et d'y introduire progressivement la quantité requise, préalablement pesée, soit à disposer ces sacs sur des tables vibrantes.
L'un ou l'autre de ces procédés conduit à un surcroît des charges de main-d'oeuvre et à une augmentation des temps opératoires. De plus l'application d'un régime de vibrations à certains produits pulvérulents ne favorise pas toujours la désaération mais conduit parfois à l'effet contraire.
Par ailleurs il existe certains procédés continus de désaération qui ne peuvent être employés qu'avant pesage.
L'un d'entre eux consiste à laminer le produit à désaérer entre deux tambours à parois poreuses à l'intérieur desquels régne une dépression relative ayant pour effet d'éliminer partiellement l'air contenu dans ledit produit. On recueille effectivement un produit densifié, mais en tombant dans la trémie de pesage et au cours des opérations de pesée, ce résultat est partiellement détruit par l'air qui reprend place entre les particules du produit.
Un autre procédé continu consiste à faire circuler le produit à traiter dans une vis sans fin, placée dans un cylindre de même diamètre dont la paroi en contact avec le produit est une paroi poreuse, elle-même placée dans un caisson où l'on entretient une dépression relative. L'air inclus dans le produit pulvérulent est ainsi éliminé, au moins partiellement, ledit produit subissant une densification et une réduction de volume apparent.
Dans le domaine du pesage-ensachage, les procédés continus de désaération ne sont pratiquement pas utilisables car désaérer avant de peser et d'ensacher conduit à donner au produit une consistance qui est contraire à son écoulement normal, écoulement contrarié par la formation de voûtes ou de mottes.
Lors des différentes jetées de produit vers le contenant, ledit produit a tendance à se réaérer d'où un état non satisfaisant dans le sac.
Après pesage, il est, par définition même, impossible de faire passer le produit pesé dans un dispositif à marche continue avant de l'introduire dans un emballage.
Le problème à résoudre consiste à éliminer l'air contenu entre les particules du produit pulvérulent d'une façon rapide et automatique permettant de supprimer toute intervention manuelle dans une chaîne de conditionnement.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que l'on met sous vide, pendant un laps de temps ne dépassant pas dix secondes, une chambre étanche contenant le produit pulvérulent préalablement pesé, puis que l'on rétablit brutalement la pression atmosphérique à l'intérieur de la chambre.
Ces deux opérations caractérisent le procédé en lui donnant pour résultat majeur une réduction instantanée du volume apparent du produit pulvérulent, rapidité qui n'a pu être obtenue à ce jour par aucun autre procédé déjà cité tel que vibrations dont on fait varier tant l'amplitude que la fréquence, ou techniques de désaération progressive déjà décrites.
L'automatisation compléte de l'installation de conditionnement est rendue possible par ce procédé avec pour conséquence la réduction du prix de revient aux seuls amortissements et charges fonctionnelles de l'installation subséquente.
Un résultat important obtenu par le procédé est la disparition de la pollution des lévres du sac plastique généralement employé comme contenant, pollution due aux particules qui s'échappent de son introduction dans le sac. Le thermosoudage des sacs peut donc être réalisé sans inconvénient puisque les surfaces à souder restent propres.
Un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte une peseusedoseuse sous laquelle est placée une chambre de désaération reliée à une pompe à vide par l'intermédiaire d'un piège à particules et d'un réservoir tampon en dépression constamment entretenue, ladite chambre, dotée de moyens d'étanchéité pour une certaine dépression, étant soumise à des mises en dépression alternant avec le rétablissement brutal de la pression atmosphérique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. I est un schéma d'ensemble.
La fig. 2 est une vue de la trémie au cours de la première phase de l'opération.
La fig. 3 est une vue de la deuxième phase.
La fig. 4 est une vue de la phase finale.
La fig. I montre que le dispositif se compose d'une doseuse pondérale (non représentée) sous laquelle est disposée une trémie dite chambre de désaération 1, conique ou pyramidale, équipée de deux brides, portant d'un côté, une vanne supérieure 2 dite à papillon commandée automatiquement, de l'autre côté, une vanne inférieure 3 à ouverture totale, dite operculaire, commandée par un vérin quart de tour 4.
Un joint gonflable 5 assure l'étanchéité au vide de la vanne 3.
Le produit pulvérulent sort de la doseuse pondérale par gravité, passe à travers la vanne 2 et vient s'accumuler contre la vanne 3 au fond de la chambre 1.
Un piquetage 6 pratiqué sur la partie supérieure de la chambre I permet sa liaison avec la centrale de vide (non représentée). Ladite liaison passe à travers un piège à particules 11 destiné à éviter l'entraînement des poussières au moment de la mise en dépression brutale de la chambre 1 par ouverture de la vanne 8 établissant la communication directe avec le réservoir tampon 7 dans lequel règne une dépression constamment entretenue.
Un manomètre 10 est disposé sur le réservoir 7 pour permettre un contrôle de la brutalité des variations de pression à l'intérieur de la chambre 1.
La vanne 9 rétablit la pression atmosphérique dans la chambre 1.
Pour assurer le conditionnement des poudres en sacs ouverts, il est ainsi procédé:
Le produit est pesé dans une doseuse pondérale et transféré sans aucune précaution, par gravité, dans la chambre I à travers la vanne 2, la vanne inférieure 3 ayant été préalablement fermée et rendue étanche par gonflage pneumatique du joint 5.
En fin de transfert (fig. 2), la vanne 2 se ferme automatiquement, déclenchant la mise sous vide de la chambre I par ouverture de la vanne 8, laquelle établit la liaison avec le réservoir 7 maintenu constamment en dépression par une pompe à vide (non représentée).
La durée de mise sous vide de la chambre I est très brève et ne dépasse pas 2 à 4 secondes. Aussitôt après, la vanne 9 est ouverte rétablissant brutalement la pression atmosphérique dans la chambrez.
La fig. 3 montre la position de ia poudre dès mise à l'air libre de la chambre I et indique l'importante diminution de volume apparent obtenue par la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 4 montre l'ouverture de la vanne 3 par action du vérin 4 permettant au produit, ainsi tassé par les variations de pression, de se détacher des parois de la chambre 1 dont la forme est calculée pour faciliter ce mouvement, et de tomber dans le sac prévu pour le conditionnement. Ce cycle est terminé et un nouveau cycle peut commencer.
Dans une forme de réalisation, non décrite, la chambre 1 est utilisée comme benne de pesage. Le produit est dosé et pesé dans ladite chambre et transféré ensuite directement dans son contenant. Bien entendu dans ce cas comme dans celui précédemment décrit, la chambre 1 est toujours reliée à la centrale de vide.
En outre, il est possible d'utiliser le procédé avec un dispositif réalisant un dosage volumétrique avec ou sans dosage pondéral.
I1 est possible de grouper deux ou plusieurs chambres de désaération pour obtenir des postes de conditionnement à haute cadence.
The invention relates to a process for deaerating powdery products intended to allow, in a discontinuous manner, the reduction of their apparent volume, and to a device for carrying out said process.
In this area, the proliferation of supermarkets and the modernization of distribution techniques such as self-service and do it yourself, leads certain industries such as cement, chemical and food industries, to present their products in reduced packaging, for example small plastic bags. In general, these products are extremely powdery in nature and great difficulties arise when filling the packages and when closing them. In fact, pulverulence is an often sought-after quality, the consequence of which is the retention of a certain quantity of air between the particles of the product.
The usual means currently used to obtain packaging of powdery products adapted to new consumer requirements consist, either in employing a workforce responsible for packing the small bags and gradually introducing the required quantity, weighed beforehand, or to place these bags on vibrant tables.
Either of these methods leads to increased labor costs and increased operating times. Moreover, the application of a vibration regime to certain pulverulent products does not always promote deaeration but sometimes leads to the opposite effect.
In addition there are certain continuous deaeration processes which can only be used before weighing.
One of them consists in rolling the product to be deaerated between two drums with porous walls inside which there is a relative depression having the effect of partially eliminating the air contained in said product. A densified product is effectively collected, but when it falls into the weighing hopper and during the weighing operations, this result is partially destroyed by the air which takes up its place between the particles of the product.
Another continuous process consists in circulating the product to be treated in an endless screw, placed in a cylinder of the same diameter, the wall in contact with the product of which is a porous wall, itself placed in a box which is maintained. relative depression. The air included in the pulverulent product is thus eliminated, at least partially, said product undergoing densification and a reduction in apparent volume.
In the field of weighing-bagging, continuous deaeration processes are practically not usable because deaerating before weighing and bagging leads to give the product a consistency which is contrary to its normal flow, flow hampered by the formation of vaults or clods.
During the various throws of product towards the container, said product has a tendency to re-ventilate, resulting in an unsatisfactory state in the bag.
After weighing, it is, by definition itself, impossible to pass the weighed product through a continuously operating device before introducing it into a package.
The problem to be solved consists in eliminating the air contained between the particles of the pulverulent product in a rapid and automatic manner making it possible to eliminate any manual intervention in a packaging line.
The method according to the invention is characterized by the fact that a sealed chamber containing the pulverulent product weighed beforehand is placed under vacuum for a period not exceeding ten seconds, then that atmospheric pressure is suddenly re-established. inside the room.
These two operations characterize the process by giving it the major result of an instantaneous reduction in the apparent volume of the pulverulent product, a speed which has not been obtained to date by any other process already mentioned such as vibrations, the amplitude of which is varied so much. than the frequency, or progressive deaeration techniques already described.
The complete automation of the conditioning installation is made possible by this process with the consequence of reducing the cost price to only depreciation and functional charges of the subsequent installation.
An important result obtained by the process is the disappearance of pollution from the lips of the plastic bag generally used as a container, pollution due to the particles which escape from its introduction into the bag. The heat-sealing of the bags can therefore be carried out without inconvenience since the surfaces to be welded remain clean.
A device allowing the implementation of the method according to the invention is characterized in that it comprises a weighing machine under which is placed a deaeration chamber connected to a vacuum pump via a particle trap and 'a constantly maintained vacuum buffer tank, said chamber, provided with sealing means for a certain depression, being subjected to depressurization alternating with the sudden re-establishment of atmospheric pressure.
The appended drawing represents, by way of example, a device for implementing the method according to the invention.
Fig. I is an overall diagram.
Fig. 2 is a view of the hopper during the first phase of the operation.
Fig. 3 is a view of the second phase.
Fig. 4 is a view of the final phase.
Fig. I shows that the device consists of a weight dosing machine (not shown) under which is arranged a hopper called deaeration chamber 1, conical or pyramidal, equipped with two flanges, carrying on one side, an upper valve 2 called butterfly valve automatically controlled, on the other side, a lower valve 3 with total opening, called opercular, controlled by a quarter-turn cylinder 4.
An inflatable seal 5 ensures the vacuum seal of the valve 3.
The powdery product leaves the weight metering machine by gravity, passes through valve 2 and accumulates against valve 3 at the bottom of chamber 1.
A stake 6 made on the upper part of the chamber I allows its connection with the central vacuum (not shown). Said connection passes through a particle trap 11 intended to prevent the entrainment of dust at the time of sudden depression of the chamber 1 by opening the valve 8 establishing direct communication with the buffer tank 7 in which there is a vacuum. constantly maintained.
A manometer 10 is placed on the reservoir 7 to allow control of the brutality of the pressure variations inside the chamber 1.
Valve 9 restores atmospheric pressure in chamber 1.
To ensure the packaging of powders in open bags, the procedure is as follows:
The product is weighed in a weight dosing machine and transferred without any precaution, by gravity, into chamber I through valve 2, lower valve 3 having previously been closed and made leaktight by pneumatic inflation of seal 5.
At the end of the transfer (fig. 2), the valve 2 closes automatically, triggering the evacuation of the chamber I by opening the valve 8, which establishes the connection with the tank 7, which is constantly kept under vacuum by a vacuum pump. (not shown).
The vacuuming time of chamber I is very short and does not exceed 2 to 4 seconds. Immediately afterwards, valve 9 is opened, suddenly restoring atmospheric pressure in the chamber.
Fig. 3 shows the position of the powder as soon as the chamber I is placed in the open air and indicates the significant reduction in apparent volume obtained by the implementation of the process.
Fig. 4 shows the opening of the valve 3 by action of the jack 4 allowing the product, thus packed by the pressure variations, to detach from the walls of the chamber 1, the shape of which is calculated to facilitate this movement, and to fall into the bag provided for packaging. This cycle is finished and a new cycle can begin.
In one embodiment, not described, the chamber 1 is used as a weigh bucket. The product is metered and weighed in said chamber and then transferred directly into its container. Of course in this case, as in the one previously described, chamber 1 is still connected to the central vacuum.
In addition, it is possible to use the method with a device performing volumetric dosing with or without weight dosing.
It is possible to group two or more deaeration chambers to obtain high-speed conditioning stations.