Transport d’échantillons dans l’assurance qualité industrielle

La surveillance constante des processus est la pierre angulaire de l’assurance qualité moderne. Ce n’est que grâce à une surveillance régulière qu’il est possible de s’assurer que le matériau produit répond aux exigences. Peu importe qu’il s’agisse d’un processus dans l’industrie agroalimentaire, la médecine ou la chimie. L’élément central de la surveillance des processus est la boucle de régulation composée des étapes

« Acquisition des paramètres de processus »,
« Analyse des paramètres »,
« Définition des exigences d’adaptation » et
« Mise en œuvre des modifications »

similaire au cycle PDCA ou au cycle de Deming.

Les processus de production, qui s’accélèrent sans cesse afin d’augmenter la production, nécessitent également une surveillance de plus en plus rapprochée. Il en résulte que le délai qui, par exemple dans l’industrie agroalimentaire, s’écoule entre l’échantillonnage et l’obtention des données de mesure, et qui durait autrefois des heures, doit devenir de plus en plus court.

Granulat

On entend généralement par granulation le processus par lequel une ou plusieurs poudres sont transformées en une forme granulaire, lesdits granulés. Cela peut se faire soit par pression, soit à l'aide d'un liant. Il existe différentes raisons de recourir à la granulation, par exemple :

Éviter la ségrégation du matériau due à des tailles de particules différentes
En raison d'une adhésion plus faible des granulés par rapport à la poudre, la fluidité est accrue
Les granulés présentent un potentiel de charge électrostatique inférieur à celui de la poudre
Des particules plus grosses réduisent la contamination par la poussière

Comme tout autre processus, la granulation doit être surveillée. À cet effet, des échantillonneurs capables de prélever un échantillon de la manière la plus respectueuse possible du produit, tels que des échantillonneurs à tasse, conviennent.

Ces échantillonneurs sont utilisés dans des processus où la préservation maximale du produit est primordiale. Comme le matériau est collecté dans une tasse d'échantillonnage, il n'y a pas d'altération du matériau, contrairement, par exemple, à un prélèvement effectué avec une vis. Après l'échantillonnage vient l'étape de l'analyse de l'échantillon, par exemple avec un analyseur de particules ou un spectromètre proche infrarouge, afin de déceler d'éventuels écarts par rapport à l'état cible et d'en déduire d'éventuels besoins d'ajustement.

Fig. 1 : REMBE® Kersting – Préleveur d’échantillons à godet

Fig. 2 : Position de prélèvement et d'analyse

Dans ce contexte, il est pertinent de savoir à quel stade du processus ont lieu le prélèvement d’échantillons et l’analyse. À cet égard, on distingue les quatre concepts « Inline », « Online », « Atline » et « Offline ». Le graphique ci-dessous illustre ces liens.

L’objectif doit être d’effectuer le prélèvement d’échantillons aussi près que possible du processus, tout comme l’analyse. Dans de nombreuses entreprises, il est encore courant que les échantillons soient certes prélevés directement à partir du processus et qu’ils soient représentatifs et reproductibles. Toutefois, l’analyse est souvent réalisée ailleurs, dans un autre bâtiment, voire par un prestataire externe.

Le transport du matériau du lieu de prélèvement au lieu d’analyse peut déjà entraîner des modifications des paramètres du matériau, c’est-à-dire que le matériau se présente à l’analyse différemment de la manière dont il se comporte au sein du processus. Un autre aspect, nettement plus critique, est toutefois qu’il peut y avoir des écarts temporels considérables entre le prélèvement et l’analyse. En tenant compte de la boucle de régulation décrite au début, cela conduit à une perte de performance considérable, car la durée du cycle de la boucle de régulation est retardée de plusieurs heures, voire de plusieurs jours.

Transport pneumatique d’échantillons

Depuis fin 2022, l’entreprise „SIMAR® GmbH“ fait partie intégrante de la REMBE® Alliance. Ainsi, le groupe, auquel appartiennent déjà des entreprises telles que „REMBE® Safety + Control GmbH“ et „REMBE Kersting GmbH“, s’est enrichi d’un partenaire très important. Une partie de l’activité principale de SIMAR® est le transport pneumatique de solides en vrac. À cet égard, de nombreux points doivent être pris en compte afin de ne pas influencer la qualité des matériaux prélevés et d’obtenir un résultat d’analyse non faussé.

Préservation du produit : le matériau ne doit pas voir ses propriétés modifiées pendant le transport. Par exemple, le broyage des grains et la ségrégation du matériau doivent être réduits au minimum.
Stabilité : les tuyaux et flexibles utilisés ne doivent pas s’user par abrasion
Matières étrangères : il faut s’assurer qu’aucune introduction de matières étrangères ne se produise
Nettoyage : l’équipement de transport doit être facilement nettoyable à sec afin d’éviter tout entraînement résiduel lors des changements de produit et, par conséquent, toute contamination croisée. Cela est particulièrement pertinent lors du traitement de substances soumises à des exigences élevées, telles que FDA, confinement ou toxicité
Très petites quantités : les systèmes doivent être capables de transférer de manière fiable même des très petites quantités de quelques grammes

Appareil de convoyage Simar

Pour ce type et des cas d'application similaires, Simar® a développé un appareil de convoyage. Il s'agit d'un appareil de convoyage compact spécialement destiné aux petites installations.

L'appareil de convoyage est fabriqué en acier inoxydable et est ainsi facile à nettoyer et à entretenir. Étant livré prêt à l'emploi, il est simple à intégrer dans des installations existantes. La commande à microprocesseur permet une intégration dans le système de contrôle de l'installation. L'appareil de convoyage convient pour des granulométries de 0,5 à 5 mm. La faible hauteur de construction de seulement 590 mm et la consommation de seulement 1,0 kW en font une bonne alternative aux grandes installations de convoyage et donc idéale pour une modernisation en lien avec l'installation d'un échantillonnage.

La figure 3 montre la structure et le mode de fonctionnement de l'appareil de convoyage compact. Par la connexion (1), le compresseur à vide est raccordé afin de créer une dépression. En position (2), le mélange matière-air est aspiré et recueilli à l'intérieur du récipient. L'élément (3) contient la commande intégrée compacte. Après la collecte du matériau, l'appareil de convoyage peut le transférer via un clapet intégré vers d'autres systèmes raccordés, comme par exemple un remplissage de bouteilles.

Fig. 3 : Dispositif de convoyage Simar

Fig. 4 : Mode de fonctionnement du dispositif de convoyage

Gain de vitesse et économies de coûts par le transport d’échantillons

En raison du déroulement de plus en plus rapide des processus de production, une surveillance continue des processus est aujourd'hui essentielle pour s'assurer que toutes les exigences sont respectées. Cela a pour conséquence que le délai entre le prélèvement et l'analyse des échantillons doit être raccourci. REMBE® Kersting souhaite, grâce à ses échantillonneurs ainsi qu'aux dispositifs de convoyage appropriés, contribuer à effectuer le prélèvement et l'analyse des échantillons autant que possible en ligne, c'est-à-dire sur place. Ce n'est qu'ainsi qu'il est possible de réagir de manière cohérente et rapide si les paramètres du matériau s'écartent de l'état souhaité. Au final, il s'agit d'une question de coûts, qui surviennent lorsque du matériau doit être mis au rebut en raison d'erreurs.

Auteur : Jonathan Blum, Dipl.-Wirt.-Ing. (Global Sales)