La différenciation des produits est la clé du succès pour les producteurs de produits chimiques d'aujourd'hui. Les entreprises qui proposaient autrefois des produits simples, assez indiscernables de ceux de leurs concurrents – comme l'eau de Javel – produisent désormais une gamme vertigineuse de mélanges.
Ces produits plus complexes ont imposé de nouvelles exigences aux systèmes de mélange et d'homogénéisation chimiques.
« Au départ, les systèmes étaient très basiques et se contentaient généralement de diluer un produit chimique plus concentré », a déclaré Brent Hardman, PDG de Powell. « Les systèmes ont évolué au fil du temps et doivent désormais mélanger plusieurs produits chimiques pour des recettes qui incluent des parfums, des tensioactifs et d'autres substances. »
Spécialisée dans les équipements de traitement montés sur châssis, Powell aide les producteurs de produits chimiques à relever les défis contemporains depuis 1964. Aujourd'hui, les équipements Powell sont présents dans plus de 40 pays – et produisent 80 % de l'hypochlorite de sodium (eau de Javel) fabriqué en Amérique du Nord. L'entreprise du Michigan est également reconnue pour ses systèmes de mélange et de dilution de produits chimiques.
Défis des systèmes par lots
Les systèmes de mélange et d'homogénéisation constituent le cœur du processus de production chimique. En amont, les systèmes sont connectés aux sources de matières premières. La sortie du système est distribuée aux systèmes de remplissage ou de conditionnement – ou devient une matière première pour un processus ultérieur.
Les équipements de traitement par lots sont la norme pour le mélange et le brassage de produits chimiques depuis des décennies. Les systèmes par lots exécutent une séquence d'étapes sur un volume défini de matière. Une fois le lot terminé, le système doit être arrêté et nettoyé en profondeur avant d'exécuter le lot suivant.
Avec la complexification des recettes – et la fréquence accrue des changements de production – les lacunes des systèmes de traitement par lots existants sont apparues.
« Avec un système par lots, il y a beaucoup de temps d'arrêt pour le changement de production », a déclaré Hardman. « Et parce que le système est basé sur le volume total des cuves, il peut y avoir un gaspillage important de matières premières à la fin. »
Pour relever ces défis, de plus en plus de clients de Powell convertissent les processus par lots existants en systèmes continus en ligne.
Meilleure efficacité de traitement
Les skids Powell de mélange et d'homogénéisation en ligne multi-courants sont des systèmes continus qui peuvent mélanger simultanément plusieurs flux de matières premières liquides avec la précision requise pour produire une grande variété de produits.
Les systèmes montés sur skids, clé en main, nécessitent un espace au sol minimal – et sont livrés programmés et prêts à l'installation.
« Au fil des années, nous avons acquis une expertise technique importante qui nous permet de personnaliser chaque système pour répondre à des spécifications de produit très précises », a expliqué Hardman. « Le résultat est un produit final reproductible – et une perte de matière première moindre que dans un système par lots. »
Le système en ligne utilise des débitmètres volumétriques et d'autres outils pour mesurer automatiquement chaque flux de matériaux de façon continue. Le système maintient le rapport de chaque matériau à l'ensemble, conformément aux exigences de la recette.
Le système de commande surveille en continu le processus et est programmé pour ajuster instantanément les débits de flux en cas d'irrégularité du processus. Les mélangeurs statiques mélangent en continu les flux de matériaux pour créer une substance homogène.
« Grâce au mélange et à l'homogénéisation en ligne, nous pouvons passer plus facilement d'une recette à l'autre », a déclaré Hardman. « Et comme les grands réservoirs ne sont pas impliqués, nous minimisons le temps et le volume d'eau nécessaires pour le nettoyage. »
Les systèmes Powell incluent également une fonctionnalité de nettoyage en place (NEP) en ligne. Dans la plupart des cas, la fonction NEP est automatisée et incluse dans la recette d'un mélange particulier.
Système de commande prêt pour l'avenir
Quelle que soit l'application, les solutions Powell sont basées sur le système de commande distribué PlantPAx® (DCS) de Rockwell Automation. Selon la complexité, le système fonctionne sur un Allen-Bradley® ControlLogix® ou CompactLogix™ automate programmable. Les systèmes sont intégrés sur un réseau EtherNet,IP™ et, pour l'IHM, incluent généralement des terminaux graphiques PanelView™ ou des clients légers VersaView®.
L'entreprise a d'abord fait appel à Rockwell Automation lorsqu'elle a fait passer ses systèmes de la logique à relais aux automates programmables au milieu des années 1980. Depuis, Powell migre continuellement vers de nouvelles technologies pour répondre aux besoins des clients.
« L'un des plus grands avantages que nous avons tirés de la plateforme Rockwell Automation est la flexibilité pour les changements futurs », a déclaré Hardman. « L'épine dorsale de notre système de commande nous permet d'ajouter facilement de nouvelles capacités à un coût minimal pour nos clients. »
Actuellement, l'entreprise explore l'ajout de plus de technologies numériques à ses systèmes.
« C'est la vague du futur », a déclaré Hardman. « Qu'il s'agisse d'analyses de données, de surveillance à distance ou d'intelligence artificielle, nous cherchons continuellement des moyens rentables d'améliorer nos services pour nos clients. »