10 Mars 2014  |  Entraînements et transmissions
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 01/2014

Des motoréducteurs pour un site de production de dentifrice

Le fabricant d’agitateurs industriels personnalisés EKATO a développé l’un des plus importants systèmes de production de dentifrice au monde. Deux mélangeurs dotés chacun d’un volume utile de 10’000 litres produisent entre 6 et 11 tonnes de dentifrice par heure. Le spécialiste des entraînements NORD DRIVESYSTEMS a contribué au développement de ces nouveaux systèmes aux dimensions record.

De nombreux producteurs globaux souhaitent réduire le nombre de leurs sites de production. C’est le cas notamment des secteurs de l’hygiène et des soins personnels. Ce phénomène entraîne une hausse de la demande de produits, tels que le dentifrice. Par ailleurs, chaque site produit un plus grand nombre de variantes. Les sites modernes doivent ainsi être capables de produire d’importantes quantités, tout en fournissant une polyvalence maximale. Dans cette optique, la société EKATO SYSTEMS, basée à Schopfheim, dans le sud de l’Allemagne, a construit un nouveau site de production discontinue de dentifrice.
 
Les nouveaux systèmes UNIMIX entrainés par les motoréducteurs industriels NORD. Avec un volume de 10’000 litres chacun, ils forment l’un des plus imposants système de production de dentifrice au monde.
 
A la pointe de la technologie
Jusqu’à présent, la capacité maximale des sites de production de dentifrice s’élevait à 4000 ou 5000 litres, avec des taux de production 2000 à 3000 litres par heure. Une production continue ou par lots est possible. Les systèmes continus permettent un débit élevé, mais manquent de polyvalence en ce qui concerne les changements de produit, car certains ingrédients ont parfois leur propre technologie de distribution et de mélange, et les changements de formule supposent généralement des conversions et des réajustements. En outre, le dentifrice produit ne peut pas être facilement modifié lorsqu’il manque d’homogénéité. La principale difficulté avec les sites de production continue consiste à garantir une dispersion uniforme des ingrédients actifs, tels que le fluorure de sodium, même après avoir modifié les systèmes d’alimentation. D’un autre côté, le niveau de production des sites de production discontinue ne peut pas être augmenté de manière notable, sans apporter d’importantes modifications aux équipements du site. Pour répondre à la demande d’un fabricant de dentifrice, EKATO a donc dû construire des sites de plus grande taille.
 
Le fabricant EKATO construit l’agitateur adapté à chaque produit.
 
La conception des mélangeurs
Les systèmes de production de dentifrice comportent généralement une cuve sous vide, un homogénéisateur et différents systèmes d’alimentation pour l’introduction des composants dans le procédé. Les ingrédients liquides sont mesurés, puis insérés sous vide dans la cuve, ou introduits par gravité. On peut ajouter via l’homogénéisateur, des poudres et des agents épaississants, permettant d’augmenter la viscosité, ou les aspirer dans la cuve via une soupape placée à sa base.
 
Des calculs complexes
Pour dimensionner les plus grands mélangeurs, le fabricant EKATO a dû déterminer le dosage et les temps de dispersion des composants, les temps de mélange et d’homogénéisation, les valeurs du vide, ainsi que les performances requises pour l’agitateur et l’homogénéisateur. Ceux-ci ont été configurés en fonction de la technologie de mélange utilisée. Ce fabricant s’est appuyé sur son expérience pour déterminer le nombre de puissance Np (ou nombre de Newton) pour chaque agitateur, ainsi que la courbe de viscosité spécifique du produit. 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 entraînements de l’agitateur et de l’homogénéisateur est essentielle.
Le fournisseur d’entraînements NORD devait configurer des moteurs et réducteurs d’après les calculs du fabricant EKATO et les rendre aussi efficaces et durables que possible. L’entraînement de l’agitateur étant installé au-dessus du mélangeur, il devait être aussi compact que possible, en dépit des performances élevées requises. Ainsi, deux mélangeurs dotés chacun d’un volume utile de 10’000 litres produisent entre 6 et 11 tonnes de dentifrice par heure, selon la concentration du produit. La production a donc été triplée.
 
Des entraînements aussi grands qu’une voiture
Cette application, qui dépend de l’homogénéité du produit, exige de la vitesse et de la continuité. Pour configurer l’entraînement, il faut tenir compte des charges radiales et axiales sur l’arbre de l’agitateur - très importantes en raison de la viscosité élevée du produit. La société NORD DRIVESYSTEMS a défini et fourni deux moteurs de 250 kW, dotés de réducteurs industriels fournissant des couples d’une valeur nominale de 242’000 Nm. Cette société est l’un des seuls fabricants à produire des réducteurs industriels aussi grands dans cette gamme de puissance, logés dans le carter monobloc UNICASE de référence. Ainsi, en dépit de leur taille considérable, les réducteurs à engrenages coniques à trois trains de type SK 15407 gardent une certaine compacité, car la conception du carter permet d’utiliser des roulements de grande taille, capables de résister à des forces élevées.
 
Getriebebau NORD AG
9212 Arnegg
Tél.: 071 388 99 11
www.nord-ch.com

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9212 Arnegg
Tél: 071 388 99 11
www.nord.com


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