Un torréfacteur de café spécifie des convoyeurs à câbles tubulaires pour le processus de production d'une nouvelle installation afin de réduire les coûts d'exploitation et d'améliorer l'efficacité de la production.
Apffel's Fine Coffees, Santa Fe Springs, Californie, produit une large gamme de cafés moulus et en grains entiers réguliers et aromatisés et d'autres ingrédients de café pour les magasins d'alimentation, les étiqueteurs privés et les établissements de restauration. L'entreprise importe des grains de café vert cueillis à la main et les mélange sur mesure et les torréfie pour fabriquer des produits de café en grains entiers et moulus qui sont emballés dans des sacs à valve de 1 once à 5 livres pour la distribution. Au début de 2004, la société a travaillé avec une société d'ingénierie pour concevoir et construire une nouvelle installation de torréfaction assistée par ordinateur pour les petites séries et les gros volumes de production. Lors de la planification de l'installation, l'entreprise avait besoin d'installer un système de convoyage qui déplacerait efficacement et en douceur les grains de café et le café moulu tout au long du processus de production sans diminuer la qualité du produit.
Trouver de meilleurs convoyeurs
Dans le passé, l'entreprise utilisait des élévateurs à godets, des tarières et des systèmes de transport à pression pneumatique pour déplacer les grains et le café moulu à travers les processus de mélange, de torréfaction, de broyage, d'aromatisation et d'emballage. Cependant, ces convoyeurs nécessitaient beaucoup de maintenance et de main-d'œuvre et nécessitaient des temps d'arrêt de production excessifs pour nettoyer entre les cycles de produits afin d'éviter la contamination croisée. « Cela a maintenu nos coûts d'exploitation élevés et réduit notre efficacité de production », explique Darryl Blunk, président d'Apffel. « Les convoyeurs cassaient également les grains de café torréfiés et déclassaient le marc de café à cause de leur façon de travailler. C'était un problème parce que nous voulons des grains ininterrompus et une distribution uniforme de la mouture à la fin lorsque nous emballons le produit final.
Lorsque l'entreprise a décidé de construire la nouvelle installation, elle a travaillé en étroite collaboration avec Nohbell Corp., Bellevue, Washington, une société d'ingénierie spécialisée dans la conception, le développement et la mise en œuvre d'opérations de chaîne d'approvisionnement pour les transformateurs de café, de vin et d'aliments. Au cours de la phase de planification, la société d'ingénierie a recommandé à l'entreprise d'utiliser des convoyeurs à câbles tubulaires fermés pour déplacer les grains et le café moulu tout au long du processus de production. Basés sur l'expérience de la société d'ingénierie dans l'industrie du café, ces convoyeurs à fonctionnement lent et sans poussière transporteraient avec précaution les grains torréfiés friables et le café moulu sans casser les grains ni stratifier les grains. Et en raison de la façon dont les convoyeurs déplacent les matériaux à travers les tubes fermés, ils réduiraient également les besoins de maintenance et de nettoyage et amélioreraient l'efficacité de la production et la qualité des produits.
La société a envoyé des échantillons à un fournisseur de convoyeurs recommandé pour les tests. Le fournisseur, Cablevey Conveyors, Oskaloosa, Iowa, fabrique des systèmes de transport sur mesure pour les industries de la transformation des aliments, de l'agriculture, du bois et d'autres solides en vrac. Les tests se sont avérés concluants et les ingénieurs de l'entreprise ont travaillé avec l'équipe d'ingénierie du fournisseur pour concevoir sur mesure huit systèmes de convoyage pour la nouvelle installation.
Les convoyeurs tubulaires à câble traînant
À la fin de 2004, les techniciens du fournisseur ont installé huit convoyeurs à câbles tubulaires de la série 4000, dont certains ont plusieurs décharges, dans la nouvelle installation de torréfaction de l'entreprise. Chaque convoyeur se compose de deux sections de tube fermées de 4 pouces de diamètre (un tube d'alimentation et un tube de retour) avec une section de retournement à une extrémité et un ensemble d'entraînement et de pignon à vitesse variable de 5 chevaux à l'autre. La section de retournement relie les tubes d'alimentation et de retour à l'extrémité d'alimentation et comprend un dispositif de tension automatique des câbles. L'ensemble d'entraînement et de pignon relie les tubes à l'extrémité de décharge, formant un circuit continu. Si nécessaire, un coin mécanique stratégiquement placé dans le circuit de convoyage redirige la matière à angle droit horizontal ou vertical. Le convoyeur est construit en acier inoxydable, ce qui le rend adapté aux applications de qualité alimentaire.
Un câble continu flexible en acier inoxydable est installé à l'intérieur des tubes fermés, et des disques circulaires solides en polyéthylène à ultra haut poids moléculaire (UHMW-PE) de qualité alimentaire sont montés sur le câble à intervalles réguliers. Les disques sont façonnés pour faciliter le mouvement des matériaux et réduire la dégradation. Étant donné que les disques ont presque le même diamètre que les tubes, leur jeu étroit avec les parois des tubes garantit que le matériau reste entre eux pendant le transport et minimise les résidus sur les parois des tubes. Pour minimiser les temps d'arrêt entre les passages de produit, un disque de nettoyage de qualité alimentaire monté sur le câble maintient les tubes propres, et une lame d'air fonctionnant en continu aux sorties souffle de l'air sur les disques lorsqu'ils passent pour déloger tout matériau d'eux.
L'équipement du processus de production et les systèmes de convoyage sont entièrement automatisés et intégrés à un contrôleur central, permettant le contrôle et la surveillance à distance de l'ensemble du processus à partir d'un seul emplacement. À l'aide de l'interface du contrôleur, un opérateur crée une recette pour un produit de café mélangé personnalisé et appuie sur le bouton de démarrage. Le contrôleur ouvre et ferme alors automatiquement les vannes nécessaires et les décharges du système de convoyage pour déplacer les grains et le café moulu tout au long du processus de production, de la station de rupture de sac à l'emballeur.
Pour fabriquer un produit de café mélangé sur mesure, un opérateur vide les sacs spécifiés de grains de café vert dans la trémie d'une station de rupture de sac. Les fèves sont déchargées de la trémie dans un petit élévateur à godets qui déplace les fèves de haut en bas vers une trémie reliée à un équipement de calibrage et de criblage. Cet équipement élimine les grains hors calibre et tout corps étranger, comme les bâtons ou les cailloux. Les fèves sont pesées puis déchargées dans le premier système de convoyage par câble traînant tubulaire, qui les déplace vers l'un des six silos. Pour mélanger les grains, le contrôleur active les vannes de décharge de silo appropriées pour décharger par gravité la bonne combinaison de grains dans une grande trémie, qui se décharge vers le deuxième système de convoyage, qui déplace le mélange vers l'un des deux torréfacteurs pour la torréfaction via les deux du système. décharges.
Les fèves torréfiées sont déchargées dans le troisième système de convoyage, qui les déplace vers l'un des 12 silos de stockage. Le contrôleur active les vannes de décharge du silo de stockage appropriées pour décharger les grains par gravité dans le quatrième système de convoyage, qui peut déplacer les grains vers l'un des trois emplacements via les quatre décharges du système : la salle d'aromatisation, l'un des deux broyeurs ou la salle d'emballage. Système de convoyage. Si les grains sont dirigés vers un broyeur, le café moulu est déchargé dans le cinquième système de convoyage, qui peut le déplacer vers l'un des quatre silos de dégazage ou vers le système de convoyage de la salle de conditionnement via les deux décharges du système. Le sixième système de convoyage déplace le café moulu des silos de dégazage vers la salle d'aromatisation ou le système de convoyage de la salle de conditionnement via les deux décharges du système.
Le système de convoyage de la salle d'emballage est le septième système, et il déplace les grains de café réguliers et aromatisés et le café moulu vers l'une des quatre stations d'emballage via les quatre décharges du système. L'entreprise utilise le huitième système de convoyage pour réintégrer les retouches dans le processus de production. Au moyen des deux décharges de ce système, le matériau peut être déplacé vers le troisième système de transport qui se connecte aux silos de stockage ou le quatrième système de transport qui se connecte aux broyeurs, à la salle d'aromatisation et au système de transport de la salle d'emballage.
Selon Guillermo Contreras, directeur de la production d'Apffel, la société exploite les systèmes de convoyage à 85 % de leur débit maximal de 100 pieds par minute et peut déplacer 3 000 livres de café moulu d'un broyeur aux silos de dégazage en 45 minutes environ. Dans l'ensemble, les huit systèmes de convoyage ont un total de 1 970 pieds de tubes. Pour assurer la sécurité pendant le fonctionnement, si un câble est tendu trop rapidement ou casse ou si un couvercle de section de retournement est ouvert, le système s'arrête automatiquement et déclenche une alarme pour alerter les opérateurs.
Améliorer le processus de production
Depuis l'installation des convoyeurs à câbles tubulaires dans la nouvelle installation de torréfaction, le temps de nettoyage entre les cycles de production et les besoins en maintenance et en main-d'œuvre ont considérablement diminué. "Les disques de nettoyage à l'intérieur des tubes enlèvent à peu près tout, laissant peu ou pas de résidus sur les parois des tubes, il ne faut donc qu'environ quinze à vingt minutes entre les produits", explique Contreras. « Nous les utilisons depuis plus de sept ans et je n'ai pas eu grand-chose à faire, à part l'entretien des boîtes de vitesses, les rotations et les entraînements. Et si jamais un câble ou un disque se casse, nous n'avons qu'à épisser une nouvelle section de câble ou monter un nouveau disque sur le câble et nous recommençons. Cela ne prend qu'environ une heure, selon l'endroit où la panne se produit, et je garde beaucoup de pièces de rechange sur place. Une fois, nous avons dû remplacer un câble complet et le système n'a été en panne que pendant environ une demi-journée, ce qui est beaucoup moins de temps qu'il n'en faudrait pour réparer les élévateurs à godets.
Les systèmes de convoyage ont également amélioré l'efficacité de la production de l'entreprise et la qualité des produits. "Les convoyeurs maintiennent la consistance de la mouture lorsqu'ils déplacent le café moulu tout au long du processus jusqu'à l'emballage", explique Blunk. « Nous avons également constaté une diminution significative de la casse des grains car les convoyeurs déplacent les grains si doucement. Ils nous ont vraiment aidés à améliorer et à maintenir la qualité de nos produits de café en grains et moulus.
Selon le Blunk, si l'entreprise étend le processus de production actuel ou en ajoute un nouveau, le fournisseur sera le premier qu'il appellera pour les convoyeurs. "Leurs systèmes de convoyage nous ont permis de produire constamment des produits de qualité supérieure et de maintenir facilement une opération hygiénique et sans poussière depuis plus de sept ans maintenant, ce qui est essentiel du point de vue de la sécurité alimentaire", dit-il. « Ils ont été un bon partenaire et ont toujours été réactifs. Nous les avons définitivement mis au défi avec cette installation, mais il y a des choses que nous avons découvertes au cours du processus d'installation qui les ont aidés à améliorer et à améliorer leurs convoyeurs, donc je pense que c'est une situation gagnant-gagnant pour nous deux. PBS
Remarque : Vous trouverez plus d'informations sur ce sujet dans les articles répertoriés sous « Convoyage mécanique » dans l'index des articles de Powder and Bulk Engineering dans le numéro de décembre 2012 et sur le site Web de PBE, www.powderbulk.com, et dans les livres disponibles sur le site Web dans la librairie PBE. . Vous pouvez également acheter des exemplaires d'anciens articles de PBE sur www.powderbulk.com.
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