Echantillonnage en voie sèche

Différentes techniques d´échantillonnage sont disponibles

• Les échantillonneurs statiques
• Un simple montage en dérivation qui aspire l´échantillon hors de la canalisation et l´amène à l´appareil

Les échantillonneurs statiques présentent plusieurs avantages:

• Ils échantillonnent en continu et ont un délai minimal avant de permettre la mesure (de l´ordre de 1-2 secondes pour une longueur de ligne standard). Il s´agit d´une des solutions les plus économiques car les mesures en continu permettent de caractériser et d’enregistrer les variations du process sur de courtes et peu fréquentes périodes, ce qui permet une meilleure compréhension et une optimisation du procédé ainsi qu´une qualité des produits garantie.
• Ils sont très solides et fiables car ils n’ont pas de pièces en mouvement
• Ils sont très simples à implanter car n´ayant que 2 embouts à souder (pour l´arrivée dans l´appareil et le retour sur la ligne de production), ce qui ne nécessite qu´un ralentissement minimal de la ligne de production et peu de modifications sur cette même ligne
• L´échantillonnage est très répétable
• L´insertion et le retrait de l´échantillonneur peut être généralement réalisé lorsque la chaîne de production fonctionne
• Ils prennent très peu de place dans la ligne de production, évitant ainsi toute modification de l’écoulement dans la ligne
• Le nettoyage est très simple : on utilise un jet d´air inversé dans le venturi afin de nettoyer l´échantillonneur et la ligne d´échantillonnage
• Ils sont indépendants du diamètre de la ligne de production, ce qui permet une ré-utilisation possible des éléments sur différents points de prélèvement et pour différents appareils.
• Ils ne nécessitent que de l´air pour les faire fonctionner (ou un gaz approprié à la chaîne de production, comme l’azote par exemple)

Il est cependant nécessaire d´avoir des conditions correctes d’écoulement de la poudre dans la ligne de production. Ceci est déterminé de différentes façons :

• En regardant à quel endroit dans la ligne l´échantillon peut être mesuré – dans une chute gravitaire après une vanne pneumatique, la poudre est disponible en quantité importante, avec une vitesse d’écoulement faible et peut être aspirée facilement dans la vanne à sas; l´échantillonnage après un classificateur dynamique peut être plus difficile car le flux de poudre plus dilué présente en général un fort tourbillon ainsi que des vitesses plus importantes – dans ces cas-là, un conditionneur de flux sera inséré avant le point d´échantillonnage, ce qui rendra l’écoulement de poudre plus uniforme et permettra un meilleur échantillonnage
• Dans le cas d´un échantillonneur en tube de forme « J », une pipe transversale peut être installée, ce qui est indiqué automatiquement comme une perte de charge sur le graphe du logiciel de l´Insitec. L´échantillonneur peut être positionné à l´endroit où l’écoulement est le plus important
• Pour un flux de poudre donné dans la chaîne de production, la charge circulant dans l´échantillonneur est déterminée par la taille et le nombre de trous de l´échantillonneur statique ainsi que le débit d´air dans le venturi.

La représentativité signifie que l´échantillon prélevé est statistiquement représentatif de la poudre circulant dans la ligne de production. Afin qu´un échantillon de poudre soit représentatif :

• La quantité prélevée doit être statistiquement représentative
  la plupart des techniques de laboratoire mesurent plusieurs grammes de poudre. Etant donné que l´échantillonnage manuel est consommateur de temps, la majorité des techniques nécessite au mieux un échantillonnage toutes les 2 heures, au pire une fois par jour. Dans un procédé industriel à fort tonnage (ex. : débit=100 t/h), 5g de poudre pourraient être considérés comme représentatifs d’une production de 200t/h! Avec un Insitec, 20kg/h de poudre peuvent être mesurés avec une actualisation des données toutes les secondes si nécessaire. Dans le même procédé, cela équivaudrait à 40kg/h (ce qui est un échantillonnage bien plus représentatif) ; sur un procédé industriel avec un tonnage plus faible, comme les broyeurs à jet d’air ayant un débit de 10-20kg/h, toute la matière produite pourrait être mesurée !
• La technique d´échantillonnage doit introduire peu d’erreurs
  Toutes les techniques d´échantillonnage introduisent un biais, à la différence de la mesure du batch complet. Malvern optimise l´échantillonnage:
  • En travaillant avant tout avec le client afin de déterminer le point d´échantillonnage optimal (afin de combiner les objectifs du client et la représentativité de l´échantillonnage)
  • En aspirant l´échantillon par une vitesse supérieure à la vitesse de la ligne de production (jusqu´à 2 fois la vitesse isocinétique de l´échantillon)
  • En comprenant comment les variations dans le volume de la ligne peuvent influencer la représentativité de l´échantillon. Pour des débits faibles à moyens, si les poudres sont bien dispersées et relativement mono dispersées, un tube en « J » peut suffire ; cependant, si les poudres sont moins bien dispersées et/ou la poudre est polydispersée, alors une flûte est nécessaire.
• La technique d´échantillonnage / de mesure doit être répétable
  L´échantillonnage manuel possède un inconvénient inhérent du fait qu’un même échantillonnage réalisé au même endroit peut être sujet à des erreurs aléatoires de la part d’un même opérateur, voire même des erreurs plus importantes dues à différents opérateurs (comme dans le cas de changement d´équipe). L´Insitec possède l´avantage de fournir les mêmes performances d´échantillonnage 24h/24, 7 jours sur 7 ; l´effort doit être focalisé sur l’installation correcte de la technique et la vérification que la performance est acceptable en corrélant les résultats obtenus avec des résultats récents obtenus en laboratoire.

Les configurations de l´échantillonneur Insitec de Malvern comprend:

• Un échantillonneur statique en « J »
  la quantité d´échantillon est déterminée par le diamètre et l’orientation du trou en bout de pipe. Une approche simple lorsque l’écoulement de poudre est homogène et que la taille des particules est petite à moyenne
• Un échantillonneur statique en forme de flûte
  c´est une stratégie d´échantillonnage très polyvalente, dans laquelle les trous sont percés dans le tube d´échantillonnage afin de s’adapter aux conditions d´écoulement. La quantité prélevée est déterminée par la taille et le nombre de trous dans le tube. Cela a l´avantage de permettre d´échantillonner des poudres pour lesquelles l´écoulement n´est pas totalement homogène (si le flux n´est pas uniforme dans la ligne, un conditionneur de flux en amont du point d´échantillonnage peut être utile)
• Un échantillonneur dynamique – un système à vis (Auger)
  Pour les poudres abrasives de 10-100t/h. Il est utilisé en conjonction avec les systèmes en dérivation. La vis prélève en continu un premier échantillon de la ligne qui est ensuite envoyé dans une chute gravitaire dans laquelle une flûte va réaliser un échantillonnage secondaire pour alimenter un système venturi en dérivation.

	Davantage sur les vis...

• Les unités en ligne
  Les systèmes de prélèvement dans la ligne sont moins communément installés que les systèmes en dérivation, principalement à cause de la dispersion nécessaire de l´échantillon et du fait que la déconnexion modifie le fonctionnement du process. Cependant, dans les cas où la dispersion des poudres n´est pas un problème (par exemple, dans un convoyeur pneumatique en régime très turbulent), ou encore quand le flux est trop dilué pour un échantillonnage correct, un montage dans la ligne de production peut être utilisé.

	Davantage sur les points de prélèvement...

• Les unités « at line »
  Pour les appareils de mesure hors ligne et proches du process, une gamme d´échantillonneur « at line » est disponible.

	Davantage sur les appareils en dérivation....