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Les plus gros agitateurs de dentifrice du monde

Jean-François Preveraud

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Les plus gros agitateurs de dentifrice du monde

Des machines de 20 000 l de capacité unitaire. L'opérateur donne une idée de la taille de l'ensemble.

© DR

Un producteur de dentifrice veut tripler sa production. Il fait concevoir des agitateurs géants de plus de 10 000 litres de capacité unitaire, dotés de motoréducteurs de 250 kW ayant un couple de 242 000 Nm.

Afin de réduire leurs coûts et le nombre de leurs sites de production, tout en augmentant leur nombre de variantes de produits, nombre d’industriels se tournent vers des installations flexibles polyvalentes de très grandes capacités. Les secteurs de l'hygiène et des soins personnels n’échappent pas à cette tendance. Dans ce contexte un fabricant de dentifrice a demandé à la firme allemande Ekato Systems de développer un agitateur/homogénéisateur devant intégrer la plus importante ligne de production de dentifrice au monde.

Le mélangeur est fondamental dans une telle ligne, car il garantit l'homogénéité du produit avec une dispersion uniforme des ingrédients actifs tels que le fluorure de sodium. Jusqu'à présent, la capacité maximale des sites de production s'élevait à 4 ou 5 000 litres, avec des taux de production d'environ 2 à 3 000 litres par heure. Ici il s’agissait d’avoir une capacité de 20 000 litres et de produire entre 6 et 11 tonnes de produit par heure.

Pour cela, le bureau d’études de Ekato Systems placé sous la responsabilité de Alexander Lukas, directeur R&D, s’est basé sur le plus grand modèle de sa gamme Unimix, pour créer un modèle plus de deux fois plus grand, d'un volume utile unitaire de 10 000 litres. Les systèmes de production de dentifrice comportent généralement une cuve sous vide, un homogénéisateur et différents systèmes d’alimentation pour l'introduction des ingrédients dans le procédé. Les ingrédients liquides sont mesurés, puis insérés à vide dans la cuve, ou distribués selon des méthodes gravimétriques. Des poudres et agents épaississants permettant d'augmenter la viscosité peuvent être ajoutés via l'homogénéisateur ou attirés dans la cuve via une soupape placée à sa base.

Evaluer précisément le process

Pour dimensionner précisément cet agitateur hors normes Ekato devait déterminer le dosage et les temps de dispersion des composants, les temps de mélange et d'homogénéisation, les valeurs de vide et les performances requises pour l'agitateur et l'homogénéisateur. L'agitateur et l'homogénéisateur ont été configurés en fonction de l'équation des performances de la technologie de mélange employée. Ekato s'est appuyé sur son expérience pour déterminer le nombre de puissance Np (ou nombre de Newton) pour l’agitateur, ainsi que la courbe de viscosité spécifique du produit. Pour mémoire, le nombre de puissance est un nombre sans dimension utilisé en génie des procédés pour caractériser le mélange d'un fluide.

Outre la concentration du produit, l'équation permet aussi d'établir la vitesse et le diamètre. Avec des exposants de puissance 2, 3, voire 5, ces valeurs sont particulièrement importantes. Pour cette raison, une configuration correcte des systèmes d’entraînement de l'agitateur et de l'homogénéisateur était essentielle.

Un entraînement gigantesque

Leur dimensionnement a été confié au constructeur Nord DriveSystems qui, a partir des éléments fournis par Ekato, a choisi les moteurs et réducteurs aussi efficaces et durables que possible, tout en restant également compact pour ne pas pénaliser la hauteur totale des ensembles.

Les charges radiales et axiales sur l'arbre de l'agitateur, très importantes en raison de la viscosité élevée du produit, ont été prises en compte pour la configuration de l'entraînement. Nord a ainsi opté pour deux moteurs de 250 kW dotés de réducteurs industriels sous carter monobloc, fournissant des couples à la sortie nominale de 242 000 Nm. En dépit de ces performances, les réducteurs à engrenages coniques à trois trains gardent une certaine compacité, celle d’une voiture, grâce à l’utilisation de roulements de grande taille, capables de résister à des forces élevées.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.ekato.com

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