Systèmes de Dosage et de Pesage par Lots

Il existe deux procédés de constitution de lots pour le pesage et le dosage de matières en vrac

loss-in-weight and gain-in-weight batching methods illustratedLa fabrication de n'importe quel produit mélangé implique typiquement les étapes intermédiaires de procédé de transfert et de pesage ou de constitution de lots d'ingrédients séparés en se fondant sur leur pourcentage en poids dans un mélange. En fonction de ce pourcentage, les matières sont divisées en catégories : majeures, mineures et micros.

Un poste de constitution de lots par Gain-de-Poids (GIW) inclut des appareils de mesure volumétrique, tels que des alimenteurs à vis sans fin ou des vannes d'alimentation, qui délivrent le produit dans une trémie placée sur les cellules de chargement. Le systèmede constitution de lots par Perte de Poids (LIW) emploie des appareils de dosage gravimétrique, tels que des alimenteurs à vis ou des doseurs vibrants par Perte de Poids, qui sont montés sur des cellules de chargement ou des balances individuelles. Dans les cas où de faibles quantités de micro ingrédients sont nécessaires, les deux procédés peuvent être employés. Doseurs par Perte de Poids pour les ingrédients micro et mineurs, et alimenteurs-doseurs pour les ingrédients majeurs.

Principe du dosage par Gain de Poids

Les doseurs volumétriques sont souvent utilisés dans les applications par Gain de Poids pour une distribution et un pesage par lots des matières sèches en vrac. Le dosage peut être réalisée directement dans les trémies ou les tambours IBC (Conteneur Intermédiaire de Vrac). Les ingrédients en lots peuvent également être distribués directement dans les mélangeurs par lots. Lorsque des ingrédients dangereux se trouvent parmi les ingrédients mis en lots, les processeurs nécessitent un appareil de constitution de lots dans lequel les ingrédients peuvent être facilement contenus pour supprimer toute exposition du produit à l'opérateur ou à l'environnement.

Les appareils de mesure volumétriques de constitution de lots GIW alimentent une trémie de récupération montée sur les cellules de chargement séquentiellement, avec plusieurs ingrédients. Chaque doseur délivre environ 90 % du poids des ingrédients à un débit élevé qui ralentit vers la fin du cycle pour délivrer les derniers 10 % à un débit réduit (souvent dénommé "mode lent") pour assurer une précision plus élevée.

La commande par gain de poids surveille le poids de chaque ingrédient et signale à chaque doseur volumétrique de se mettre en marche, d'augmenter ou de réduire la vitesse, ou bien de s'arrêter en conséquence. Lorsque tous les ingrédients ont été approvisionnés, le dosage est terminé et le mélange est déchargé dans l'appareil procédé situé en dessous.

Principe du dosage par Perte de Poids

Le dosage par Perte de Poids est utilisé lorsque des ingrédients individuels doivent être pesés avec plus de précision ou lorsque la durée du cycle de dosage doit être très courte. Les doseurs gravimétriques fonctionnant en mode discontinu alimentent la trémie collectrice simultanément avec plusieurs ingrédients Le réglage de la vitesse de déchargement (marche/arrêt, rapide/lent) se fait par la commande du doseur par perte de poids. Étant donné que chaque doseur possède son propre système de pesage dédié , le système de dosage par perte de poids, délivre des doses extrêmement précises pour chaque ingrédient.

Lorsque tous les ingrédients ont été approvisionnés, le lot est terminé et le mélange est déchargé dans l'appareil procédé situé en dessous. Tant donné que tous les ingrédients sont mesurés en même temps, il n'y a pas de phénomène de couche d'ingrédient, et la durée globale du dosage, ainsi que les autres temps de fabrication en aval sont significativement réduits.

Cette méthode de dosage est préférée dans les cas où des micro ingrédients sont impliqués, car un pesage de très haute précision est souvent requis par la recette et le désir de contrôler les coûts des ingrédients de prix élevé.

Comparatif par gain de Poids / par perte de Poids

La taille des lots, le nombre de matières, les caractéristiques des matières et les exigences en matière de précision auront, tous, une influence sur le type de dosage — via des doseurs par perte de poids ou par gain de poids — que vous estimerez le meilleur. La précision typique prévue avec la méthode du dosage discontinu par perte de poids est de +/- 0,5 % de la capacité maximale. Le dosage discontinu par perte de poids délivre +/- 0,1 - 0,5 % du point de consigne pour le poids des lots (voir le tableau).

Diagramme de Comparaison : Comparatif Dosage discontinu par Perte de Poids / Par Gain de Poids
Besoins constitution de lots par Perte de Poids constitution de lots par Gain de Poids
Précision 0,1 - 0,5 % du point de consigne pour le poids des lots Au moins 0,5 % de la capacité globale de la balance ou des cellules de chargement
constitution de lots avec un seul ingrédient Le meilleur Bon - En fonction de la taille du lot, par rapport à la capacité globale de la balance ; dépend fortement de la taille du conteneur par rapport au % en poids des ingrédients
Constitution de lots avec plusieurs ingrédients Le meilleur - Manière la plus rapide de mettre en lots simultanément plusieurs ingrédients Bon - Un seul composant à la fois
Coût Moyen - Chaque doseur sur des cellules/balance de dosage Inférieur - Doseurs volumétriques avec un jeu de cellules/balances de dosage pour le collecteur
Concept à confinement pour les matières dangereuses Disponible Disponible

La méthode de constitution de lots par gain de poids est forcément séquentielle pour chaque ingrédient, et par conséquent prend plus de temps pour une constitution de lots globale que pour la constitution de lots LIW. Le dosage séquentiel entraine également un phénomène de couches, de telle sorte qu'un mélange peut être requis avant la distribution dans le procédé 

Dans les cases où plusieurs produits (majeurs, mineurs et/ou micro ingrédients) sont mis en lots dans des conteneurs IBC de plus grandes dimensions, une combinaison de doseurs volumétriques et par perte de poids peut être utilisée. Les doseurs volumétriques servent à mettre d'abord en lots les ingrédients majeurs, et à les déverser directement dans l'IBC sur une balance plateforme. Les doseurs par perte de poids sont, chacun, montés sur des systèmes de pesage individuels (cellules de chargement ou balance), et servent ensuite à doser, simultanément, les plus faibles pourcentages des ingrédients mineurs/micro-ingrédients.

La balance sur laquelle le réservoir se trouve est ensuite utilisé pour vérifier le poids total des lots de tous les composants. La combinaison des technologies LIW et GIW supprime le besoin de constituer en lots chaque ingrédient séparément, ce qui réduit le temps global de constitution de lots du procédé.

La plupart des balances au sol n'ont pas une vitesse ni une résolution suffisantes pour détecter les petites quantités de produits dosées par rapport au poids global plus important du réservoir IBC ou procédé. Si les exigences en matière de précision pour les ingrédients mineurs se trouvent dans la fourchette de 0,1 – 0,5 %, les doseurs par perte de poids servent typiquement pour les doseurs montés sur des cellules de chargement numériques à grande vitesse avec une résolution de 1 partie par 4 millions. Un dispositif de commande par lots par perte de poids surveille la perte de poids de matières de la trémie doseuse et commande la fonction de Marche/Arrêt du doseur afin de contrôler la réalisation du point de consigne pour le poids du lot.