Projet de 12 silos destinés au stockage de granulés de résine plastique

Conception de solutions de stockage propres pour les granulés de résine plastique dans les chaînes d'approvisionnement des secteurs agroalimentaire et chimique

Les silos de stockage de résine plastique sont conçus pour être utilisés dans des systèmes où la contamination est un critère essentiel, au sein des chaînes d'approvisionnement modernes dédiées à la fabrication de polymères et au moulage par injection. Dans les silos de stockage de qualité alimentaire, la contamination des granulés de plastique par des particules étrangères est souvent limitée à 50 à 100 ppm. Par ailleurs, la contamination liée à la « route de la soie » s’accompagne souvent de Classe ISO 8 critères d'hygiène. Dans de nombreuses installations modernes, un système de silos assemblés par boulons est privilégié pour son installation modulaire et le risque réduit de contamination sur site.

Proposer des solutions sur mesure pour Système de rangement en plastique de qualité alimentaire

Un silo de stockage exempt de contamination doit garantir une isolation environnementale stable entre les interfaces de réception, de stockage et de déchargement des matières premières. Même un 0.1% Le mélange par contact croisé entre différentes qualités de résine dans les systèmes de stockage à grande échelle peut entraîner un taux de rejet de 2–4% pour les applications de moulage de précision.

Une logistique des polymères « propre » doit s'appuyer sur une ingénierie à l'échelle du système, allant au-delà de la simple conception d'équipements isolés. Pour les clients EPC impliqués dans les chaînes de valeur des polymères et des plastiques, une implication précoce dans la conception des installations de stockage permet de garantir des voies de transport sûres pour les résines.

Architecture à débit contrôlé visant à limiter la contamination pour les systèmes de stockage de granulés de polymère

La conception des systèmes modernes de stockage de granulés de polymères intègre une conception modulaire des silos, associée à un système de transport pneumatique et à des dispositifs de contrôle de la contamination. En fonction du débit, une usine de fabrication type peut nécessiter des systèmes de silos conçus pour stocker entre 50 m³ et 1 500 m³ de granulés de plastique, avec des débits pouvant atteindre 80 t/h. Pour garantir la fiabilité de la conception structurelle, un système de structure de silo boulonné est souvent utilisé dans les projets de stockage de résine de grande capacité nécessitant une rigidité élevée et une étanchéité durable.

Silo de stockage de résine

Silo de stockage de granulés de plastique

Les systèmes de silos pour matières plastiques en vrac nécessitent un comportement d'écoulement constant, quelle que soit la densité apparente, qui varie entre 500 à 650 kg/m³. Les conceptions dépourvues de systèmes d'écoulement adéquats peuvent entraîner un écoulement en entonnoir dans 30–40% du silo, ce qui entraîne une stagnation et une dégradation du matériau en vrac. Parmi les caractéristiques fondamentales de ces systèmes, on peut citer :

• Conception du débit massique : Les trémies sont conçues avec une inclinaison comprise entre 60° et 70° afin d'assurer un déchargement efficace.
• Finition de surface : Afin de réduire la résistance à l'écoulement et l'adhérence, la rugosité de surface est limitée à Ra ≤ 0,8 μm.
• Débit prévisible : Le débit est maintenu dans une plage de variation de ±5% afin de répondre aux exigences de débit strictes et constantes requises par le processus d'extrusion.

Afin de réduire la contamination dans les systèmes de silos à haut débit destinés au traitement des matières plastiques, ces systèmes sont équipés de circuits pneumatiques étanches et de systèmes de purge à l’azote qui maintiennent la teneur en oxygène à l’intérieur à un niveau inférieur à 5%.

Tableau comparatif des performances techniques

Parmi les autres mesures techniques, on peut citer :

• Systèmes de ventilation à équilibrage de pression : Les pressions ont été maintenues à des écarts internes de ±200 Pa.
• Stabilisation de l'humidité : L'humidité est maintenue en dessous de 40% afin de limiter l'agglomération des granulés.
• Conception d'étanchéité pour le confinement : Fuite inférieure à 0,51 TP6T par cycle.

Contrôle de la contamination électrostatique et par particules dans les systèmes de stockage de résine

L'accumulation de charges électrostatiques constitue l'un des principaux problèmes rencontrés lors de la conception des systèmes de silos destinés aux granulés de plastique. Ce phénomène est dû au frottement des granulés de polymère contre de l'acier nu ou contre des surfaces en acier recouvertes d'un revêtement polymère. Lorsque le système est sec, les niveaux de charge peuvent atteindre 10 à 20 kV et présentera un risque important d'accumulation de poussière et de contamination supplémentaire dans le système.

Un système de contrôle de l'électricité statique reposant sur la mise à la terre, l'ionisation et le contrôle de l'humidité s'avérera efficace s'il permet de réduire de 70 à 90 % en termes de niveaux de charge superficielle. Pour les systèmes de stockage en plastique de haute qualité destinés à un usage alimentaire, ce contrôle de l'humidité se situerait dans une fourchette de 45 à 60 %.

Les principales mesures techniques seront les suivantes :

• Systèmes d'injection d'air ionisé : utilisés pour neutraliser les charges électrostatiques dans les conduites de transport.
• Couches de revêtement des silos de stockage qui sont électriquement conductrices : la résistivité de la surface est maintenue en dessous de 10⁶ Ω/sq.
• Un réseau de mise à la terre est utilisé pour garantir que la résistance de décharge soit inférieure à 10 Ω.

Le contrôle de la charge électrostatique aura une incidence sur le bon fonctionnement d'un système de manutention sans poussière. Si l'on laisse la charge s'accumuler, cela peut accroître l'adhérence des particules en 35 à 50 %.

Configuration de silo à plusieurs compartiments pour la séparation par catégorie des résines et la prévention de la contamination croisée

Dans les systèmes utilisant des polymères à grande diversité, la configuration en silos à compartiments multiples est la norme afin de permettre la séparation des différentes qualités de résines (par exemple, PP, PE, PET et plastiques techniques).

Les systèmes à plusieurs silos comptent généralement entre quatre et douze silos indépendants, chacun doté de ses propres systèmes d'alimentation, de ventilation et de déchargement. Lorsqu'ils sont purgés et scellés entre deux lots, ces systèmes présentent un risque de contamination croisée inférieur à 0.1%.

La structure du système permet :

• séparation des matériaux : il n'est pas possible de mélanger des types de résine incompatibles
• lignes de transport segmentées : aucun transfert entre les lots n'est possible
• systèmes automatisés : le temps nécessaire au passage d'un calibre à l'autre est réduit à 3 à 8 minutes

Les systèmes à plusieurs bacs constituent un 30 à 45% une amélioration de la flexibilité opérationnelle et une 60% augmentation due à l'absence de nettoyage.

Effets du transport pneumatique et altération de l'intégrité des granulés

Les systèmes de transport pneumatique automatisés ont une incidence sur l'intégrité des granulés lors de leur acheminement des silos vers les installations de traitement. Au sein d'un système pneumatique, les pressions dans la conduite peuvent endommager les granulés jusqu'à 6% en raison de la fragilité de nombreux polymères.

Les systèmes pneumatiques conçus avec une pression de conduite et des vitesses d'écoulement appropriées comprises entre de 12 à 20 m/s, maintenu dans la fourchette de de 0,2 à 0,6 MPa, peuvent contenir des granulés présentant un risque de dégradation.

Un système pneumatique bien conçu présente les caractéristiques suivantes :

• technologie à faible cisaillement
• zones d'accélération contrôlée
• amortissement pneumatique avec un rapport air/solide maintenu entre 2:1 et 5:1

Les systèmes conçus sans recourir à une ingénierie et à une technologie optimales accélèrent leur détérioration et entraînent la perte de 1 à 3% de matériaux auparavant réutilisables dans la production de polymères à haute valeur ajoutée.

Maîtrise des résidus et optimisation de l'efficacité du nettoyage dans les systèmes de stockage

Le contrôle de la quantité de matière stockée afin de minimiser la contamination est essentiel pour les solutions de stockage des résines plastiques. Si le stockage dure plus de 72 heures, les granulés de résine plastique peuvent commencer à vieillir, à absorber l'humidité et à subir une oxydation superficielle. Certaines qualités de polymères sont plus sensibles à ces changements.

Solution de stockage de matières plastiques en vrac

Une conception efficace de prévention de la contamination présente les caractéristiques suivantes :

• Une géométrie sans obstacle qui favorise une circulation fluide
• Angles d'écoulement prononcés
• Cycles de purge contrôlés

Les options techniques pour la conception ci-dessus peuvent inclure :

• Systèmes intégrés de purge et de nettoyage permettant d'éliminer les résidus jusqu'à un niveau inférieur à 0,51 TP6T par cycle
• Alimentateurs à vanne rotative synchronisés permettant une vidange complète avec un minimum de rétention
• Traitement de surface anti-adhésif réduisant l'adhérence du polymère de 30 à 50%

Les systèmes modernes peuvent prendre 15 à 30 minutes pour effectuer un cycle de nettoyage.

Un système de silos à granulés de plastique correctement conçu permettra d'améliorer la fiabilité de la production de 20 à 35% et de réduire les pertes de matière de 2 à 4% par an dans un système à haut débit.

Solutions d'ingénierie pour les systèmes de stockage de granulés plastiques de haute pureté

Pour les silos de stockage de granulés de résine plastique utilisés dans le moulage par injection ou les silos destinés à l'emballage alimentaire, la fiabilité du système repose sur la gestion de la contamination, du débit et de la précision des systèmes de transport pneumatique.

Par ailleurs, l'intégration de systèmes de silos de transport de granulés de plastique a un impact considérable sur la logistique des différentes lignes de production.

Facteurs essentiels pour l'optimisation des systèmes :

• Gestion de l'étanchéité des silos : Permet de maintenir le risque de contamination à un niveau inférieur à 0,11 TP6T
• Systèmes de surveillance automatisés : Détecte les irrégularités de débit en 2 à 5 secondes
• Manipulation de produits de haute pureté : Conforme aux normes relatives à la manipulation des polymères de qualité alimentaire

Modèle de prestation d'ingénierie EPC pour le stockage de résine plastique

Un modèle EPC de silo « clé en main » pour granulés de résine plastique regroupe la conception technique, l'approvisionnement, la fabrication et la mise en service au sein d'un seul modèle de silo de stockage de granulés de plastique. Ce modèle de conception du système garantit le contrôle de la qualité à tous les niveaux des sous-systèmes structurels, pneumatiques et d'automatisation. Les systèmes de silos de stockage sans contamination s'inscrivent généralement dans des cycles de projet EPC de 4 à 8 mois. Les niveaux d'automatisation ont une incidence sur la durée du cycle. La stabilité du système de silos est généralement atteinte 2 à 4 semaines après la mise en service et le démarrage.

Pour les applications de qualité alimentaire et de haute pureté, s'approvisionner auprès d'un usine de silos en acier inoxydable garantit le respect de normes de fabrication rigoureuses et une meilleure conformité aux exigences en matière d'hygiène des surfaces.