Tamiseurs : équipement essentiel pour la transformation des aliments

Paul Van Camp, directeur des ventes, Great Western Manufacturing | 13 août 2021

Lorsqu'il s'agit de fabriquer des produits alimentaires, la qualité est la priorité numéro un d'une marque. La dernière chose qu'une entreprise ou un spécialiste de l'assurance qualité souhaite entendre est le mot R : Rappel.

Aujourd'hui, les spécialistes de l'assurance qualité sont impliqués dans l'établissement des normes de qualité auxquelles les équipes d'ingénierie doivent se conformer lors du développement de l'équipement qui maintient une production de haute qualité. L'une de ces pièces d'équipement essentielles dans l'industrie de la transformation des aliments est le tamis de production. Dans la transformation des aliments, il existe une pléthore de contaminants potentiels qui peuvent se retrouver dans votre flux de produits : des contaminants naturels tels que les charançons, les coléoptères de la farine, leurs larves et leurs œufs, les cheveux (humains ou animaux), les éclats et copeaux de bois, la balance, le papier, la ficelle, la tôle, les boulons et les écrous. La liste peut aller encore plus loin, mais qui veut vraiment cela dans sa nourriture ?

Dans toute opération, le service d'assurance qualité a trois considérations principales lors de la comparaison des tamis de qualité commerciale. Ceux-ci sont classés en types de tamis, types de tamis et facilité d'inspection. Soyez assuré que beaucoup prétendront qu'ils peuvent répondre aux normes de volume, de qualité et d'assainissement de votre entreprise, mais il y a plus à considérer.

Le but de cet article est de vous éduquer et de vous aider à améliorer vos opérations avec ce qui est actuellement disponible sur le marché.

En tant que spécialiste de l'assurance qualité, êtes-vous sûr que le tamis dont vous disposez est le bon pour le travail ? Le tamis est essentiel pour éliminer autant de contaminants que possible de votre processus de flux alimentaire. Aujourd'hui, vous pouvez avoir plusieurs tamis différents dans votre processus de fabrication. Voyons comment chaque type de tamis est utilisé dans un processus de poudre sèche comme la farine, l'amidon, le sucre, le sel, la semoule de maïs, etc.

Aujourd'hui, le marché compte trois types de classification de tamis populaires :

1. Vibratoire - Ce type de machine utilise un mouvement circulaire ou linéaire avec une composante verticale.2. Centrifuge - Force et mouvement rotatif3. Giratoire - utilise un mouvement horizontal circulaire

Tamis vibrants

Les tamis vibrants sont considérés comme des tamis à faible coût. Équipées d'un ou deux moteurs de vibration, des masses excentriques situées aux extrémités inférieure et supérieure de l'élément générateur de mouvement font vibrer la machine autour de son centre de gravité. Ces unités sont principalement utilisées dans les opérations à un seul passage et à faible volume : 50 lb ou moins à la fois. Cela fait du tamis vibrant un choix économique, qui offre un point d'entrée relativement peu coûteux.

La simplicité de l'action de tamisage vibrant et du tamisage à passage unique rend les tamis vibrants économiques. La composante verticale du mouvement vibratoire fait que le produit perd le contact avec l'écran pendant un temps significatif à l'intérieur de la machine. Cela réduit l'efficacité de récupération du produit, l'efficacité du crible et affecte directement le rendement du procédé sur une zone par crible sur une base de débit par produit. Les écarts d'efficacité de criblage peuvent avoir des effets exponentiels à mesure que les débits de production augmentent et doivent être surveillés de près. Par conséquent, les tamis vibrants fournissent généralement une solution pour les petites opérations à passage unique, mais ne sont pas idéaux pour les systèmes à flux continu. Si vous commencez tout juste à tamiser et avez des demandes de faible capacité, cela peut être une solution pour vous.

Force vibratoire du mouvement

Tamis centrifuges

Les tamis centrifuges ont été initialement développés pour les usines de traitement des eaux usées afin de briser (dégrouper) les solides et de les pousser à travers un tamis. Aujourd'hui, les tamis centrifuges sont le deuxième type de tamis préféré dans l'industrie alimentaire. Non seulement ces machines compactes sont peu encombrantes, mais leur conception est conviviale, à la fois simple à utiliser et à entretenir.

Le tamis centrifuge est conçu pour décomposer de force les amas que l'on peut trouver dans certains types de matériaux tels que la farine, le sucre, le sel, l'amidon, etc. Cependant, comme les systèmes ne sont pas conçus pour identifier les différences entre un bon produit et un déchet, il est possible que les contaminants soient décomposés en particules plus petites qui passent également à travers le tamis cylindrique, directement dans le produit fini.

Les normes AIB et BISSC 4.1.4.3 stipulent spécifiquement que "les tamis ne doivent utiliser aucune action de frottement pour faciliter l'écoulement du produit". La plupart des tamis centrifuges fabriqués aujourd'hui ont une palette ou un mécanisme similaire qui force le produit à travers un tamis, contrairement aux normes AIB et BISSC. Pour contourner cette norme, la plupart des palettes de tamis centrifuges sont légèrement hors de l'écran pour ne pas frotter. Cependant, les palettes ont toujours tendance à briser les contaminants en particules suffisamment petites pour passer à travers le tamis, au lieu de séparer les contaminants du flux principal de produit.

Le tamis centrifuge n'est pas adapté au traitement des matériaux fragiles, car il peut avoir plus de difficulté à maintenir la qualité de produit souhaitée. L'action de criblage vigoureuse peut amener la palette à déroger aux matériaux fragiles, créant un changement inacceptable dans la distribution granulométrique. De plus, les vitesses relatives élevées créées entre le matériau et le tamis entraînent le détournement d'un pourcentage plus élevé de bon produit dans le conteneur de résidus.

Une force centripète, générée par des rotations à grande vitesse

Tamiseurs giratoires

Les tamis giratoires établissent les normes de l'industrie en matière de qualité et d'hygiène. Des tests effectués par des opérateurs indépendants confirment que les tamis giratoires filtrent les contaminants mieux que toute autre technologie de tamisage (vibratoire/centrifuge). La nature du mouvement giratoire, aidée par les capacités de séparation accrues du tamis, permet l'élimination de ces contaminants, tout en maintenant une capacité de volume de produit élevée. Pour les opérations de tamisage commerciales, les tamis giratoires offrent un meilleur débit, avec une meilleure capture des contaminants.

La méthode de tamisage giratoire est le moyen privilégié de tamisage du produit par les meilleures équipes de gestion du contrôle qualité. Le tamis giratoire offre le plus haut degré de fiabilité dans la recherche de contaminants avant d'entrer dans l'étape du produit final.

Avec son mouvement purement horizontal, un tamis giratoire peut avoir plusieurs tamis dans la même machine avec la même taille de maille de tamis, où le produit s'écoule en fait dans des directions différentes. Cela permet d'avoir beaucoup plus de surface de criblage dans l'empreinte globale d'une machine que dans tout autre type de machine

Une force de mouvement giratoire

Les tamis giratoires produisent une action de tamisage giratoire horizontale, idéale pour le scalpage, le calibrage ou l'élimination des fines des poudres sèches à écoulement libre. Ce mouvement de tamisage retient le matériau plus longtemps, a une action de tamisage plus lente et plus douce et minimise l'agitation verticale. Ces attributs maintiennent le matériau fin en contact avec le crible plus longtemps, ce qui permet au matériau de passer au travers sans l'aide de force étrangère, ce qui conduit à des séparations plus précises. Ceci est illustré ci-dessous dans le flux de produit giratoire.

Giratoire - bon chemin du matériau du produit

Giratoire - chemin de matériau surdimensionné

Bien qu'ils ne soient pas largement reconnus, il existe des avantages de qualité de crible en fonction du type de tamis utilisé. Chaque utilisateur doit déterminer ses besoins uniques en matière de type de crible, en fonction de la tolérance de qualité nécessaire et des exigences d'efficacité de criblage. Le moyen le plus efficace de déterminer la taille et le type d'écran pour vos besoins consiste à tester des échantillons en laboratoire.

De nombreux fabricants de tamis proposent une technologie de tissu leader sur le marché dans l'industrie meunière et alimentaire. La gamme de matériaux disponibles comprend des tissus synthétiques (nylon ou polyester) et métalliques (treillis métallique) pour un criblage efficace à chaque étape de votre processus. Tous les tissus d'écran doivent être conformes aux réglementations en vigueur de la FDA et de l'UE. Certains types de maillage courants sont décrits ci-dessous.

NYTAL PA-GG, NYTAL PA-MF, NYTAL PA-fraisage

Généralement, les types de filetage pour tamis giratoires et vibrants ont un tamis en fil métallique ou en nylon avec des ouvertures carrées qui permettent aux particules de passer à travers. Ces types d'écrans sont utilisés plus fréquemment que d'autres, car ils ont tendance à être plus robustes et moins chers. Les grilles de criblage, moins utilisées, ont des ouvertures qui peuvent être rondes, carrées ou rectangulaires, selon les besoins opérationnels et les attentes de qualité.

En règle générale, les tamis sont empilés avec des ouvertures de particules dont la taille diminue progressivement au fur et à mesure que le produit descend à travers le tamis (comme indiqué ci-dessous). Le tamisage à sec commence par une alimentation solide - généralement en poudre - qui pénètre dans la pile de tamis au niveau du tamis supérieur. Aidées par la gravité, les particules solides traversent les tamis jusqu'à ce qu'elles finissent par tomber sur un tamis dont les ouvertures sont trop petites pour qu'elles puissent passer. Enfin, le matériau sur chaque tamis est enregistré et le matériau avec la plage de taille de particules souhaitée est conservé. Les autres matériaux peuvent ensuite être recyclés et retraités jusqu'à ce que la taille de particule correcte soit atteinte. Ceci est illustré ci-dessous avec le chemin d'écoulement en surbrillance violette.

Le chemin d'écoulement dans un tamis centrifuge est similaire au tamis giratoire mentionné ci-dessus. Dans un tamis centrifuge, le matériau est introduit dans une chambre avec un écran perforé sur les parois extérieures. Le produit est poussé à l'aide de rotors vers le tamis extérieur. Par conséquent, le plus gros matériau est laissé à transporter tandis que le plus petit matériau passe à travers le tamis en tant que produit fini.

Les tamis centrifuges intègrent généralement un tamis de type fil métallique en coin d'une largeur de 1 ¼ à 1 ½ po. L'écran métallique en coin est un écran soudé conçu pour être très durable et résistant au colmatage. Bien qu'ils nécessitent un investissement initial plus élevé, ils bénéficient généralement d'une longue durée de vie.

Comme illustré ci-dessus, les tamis métalliques en coin sont destinés à une séparation à haute capacité sur les grosses particules, en particulier celles que l'on trouve dans la séparation solide/liquide. En ce qui concerne les petits contaminants, ce n'est pas l'écran de choix. La capacité des petites particules à passer dans ces 1¼-1½-in. les fentes de fil sont le problème numéro un avec ces types d'écrans. Lorsqu'il s'agit de séparations très fines, l'écran tissé est préféré au fil de coin. Bien qu'il ait certes une durée de vie typique plus courte, l'écran tissé peut offrir des séparations jusqu'à environ 0,005 mm par rapport au minimum de 0,03 mm du fil de coin. Pour le fil de coin, les options de fabrication sont généralement limitées, en raison des exigences de soudage et du poids. En revanche, le treillis métallique tissé offre un plus grand degré de flexibilité dans la fabrication et l'application.

Le type d'écran dans différents tamis dépend fortement de l'application. Les tamis centrifuges nécessitent généralement la grande durabilité d'un tamis de type cunéiforme ou perforé, d'autant plus que la construction soudée est le plus souvent disponible sous une forme cylindrique. Les tamis vibrants et giratoires utilisent plus couramment un tamis à mailles tissées. Alors que le maillage du tamis dépend du produit dans le flux, le choix du matériau du tamis pour la durabilité est affecté par la taille de la capacité et l'abrasivité du matériau. Pour des capacités élevées de matériaux plus fins, le tamis giratoire peut avoir plus de 1 200 pieds carrés de zone de criblage. Un choix judicieux de mailles tissées peut maximiser les résultats à cette capacité.

Outre la prise en compte du type de crible, le matériau joue également un rôle dans le processus de criblage.

Les écrans non métalliques sont avantageux pour maintenir une durée de vie plus longue et présentent un risque de contamination plus faible si la dégradation de l'écran entraîne l'incorporation de pièces perdues dans le flux de produit. À des fins d'assurance de la qualité, les écrans à mailles synthétiques tissées peuvent présenter un risque de contamination du produit inférieur à celui présenté par la dégradation des écrans métalliques.

Les tamis à mailles tissées en acier inoxydable sont préférés pour le traitement des matériaux à forte teneur en huile, comme le maïs ou l'avoine. Cependant, comme l'écran se dégrade inévitablement, des brins métalliques peuvent se détacher et contaminer le flux de produit. Ces morceaux de fil sont petits et difficiles à détecter/attraper, même avec l'équipement le plus avancé. Les écrans métalliques connaissent généralement une durée de vie plus courte en raison du mouvement répétitif du processus de criblage qui se déforme plastiquement et provoque progressivement des dislocations dans le métal. Pour cette raison, les écrans métalliques nécessitent un entretien et un re-criblage plus fréquents.

En raison de l'écoulement en zigzag du matériau et de l'action horizontale et verticale qui en résulte, les tamis vibrants nécessitent une inspection fréquente de la tension du tamis, car une faible tension peut réduire la capacité de tamisage. Les nettoyants, utilisés pour déloger les particules de taille proche ou les poudres collantes et plus fines du tamis, ne sont pas aussi efficaces dans les tamis vibrants, en raison de la moindre quantité d'énergie et de mouvement vertical que les moteurs vibrants peuvent avoir sur eux. Cela peut rendre l'écran sensible à l'aveuglement. Par conséquent, il est nécessaire de vérifier cela lors des inspections. Les tamis vibrants perdent de leur efficacité avec le produit de tamisage car il n'est pas toujours maintenu en contact avec le tamis, en raison du mouvement vibratoire de l'appareil. Un masquage fréquent de l'écran indique soit que les particules du produit sont trop proches de la taille de l'écran sélectionné, soit que le matériau est trop collant pour que les nettoyants maintiennent efficacement l'écran propre.

Le temps requis pour inspecter un tamis vibrant est généralement inférieur à six minutes.

Les tamis centrifuges nécessitent beaucoup plus d'inspection de tamis que tout autre type de tamis. Parce que le matériau est poussé de force à travers les écrans, ces tamis subissent une augmentation significative de l'usure des écrans et des défaillances éventuelles. À son tour, cela crée une plus grande dépendance vis-à-vis du maintien des tensions de l'écran afin d'assurer une longévité adéquate de l'écran. Avec des palettes rotatives, si les écrans métalliques tombent en panne, la panne est souvent gravement catastrophique. C'est précisément pour cette raison que les inspections des tamis des tamis centrifuges doivent être effectuées après chaque lot, ou quotidiennement pour inspecter l'usure, les dommages et tout autre élément de contrôle de la qualité établi par votre entreprise.

Avec des inspections horaires ou quotidiennes, la possibilité que des contaminants pénètrent dans le flux de produits est considérablement augmentée. Mais parce que le matériel forcé présente un risque accru de défaillance du crible, ces inspections sont une nécessité pour vos opérations. Le temps nécessaire pour vérifier un tamis centrifuge est généralement inférieur à six minutes.

Lors de la détermination de la fréquence à laquelle les inspections devront avoir lieu, vous devez tenir compte de la qualité du tamis, du matériau du tamis, des flux de matériau et de la grossièreté du matériau.

Les tamis giratoires nécessitent beaucoup moins d'entretien du tamis. Parce que le matériau du produit se déplace doucement à travers et à travers les tamis, le tamis minimise non seulement l'usure, mais maximise également la quantité de bon matériau qui est séparé de ce qui se retrouve dans le trop-plein de résidus.

Comme vous pouvez le constater, il existe de nombreux types de tamis différents, chacun fonctionnant avec des propriétés et des exigences uniques. Chaque tamis renverra des résultats différents en fonction de vos exigences de taille de matériau et des opportunités de contamination. La fréquence d'inspection des tamis avant la défaillance du tamis peut être basée sur le débit/mélange de produit, l'abrasivité, le type de tissu et le type de machine. En règle générale, votre meilleure pratique vous fournira une fréquence moyenne de temps jusqu'à l'échec. Les dossiers de maintenance de votre entreprise doivent fournir une référence que les spécialistes de l'assurance qualité peuvent gérer. Aujourd'hui, vous êtes confronté à des enjeux plus importants lorsque vous considérez le type de tamis, les matériaux de tamis et les processus de contrôle de la qualité. Après tout, qui peut vraiment se permettre un rappel ? Paul Van Camp est directeur des ventes, Great Western Manufacturing (Leavenworth, KS). Pour plus d'informations, appelez le 913-682-2291 ou visitez www.gwmfg.com.

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