Processus de mélange chimique

Processus de mélange chimique

Entreprise : Compagnons du Devoir et du Tour de France

Sections : série CT, Biomédical, Recherche & développement

Pays : France

Famille de produits : récipient sous pression transparent de la série CTEL. Verre trempé et acier inoxydable.

Contexte : 

Les Compagnons du Devoir et du Tour de France constituent l'une des plus anciennes organisations de compagnons et d'artisans au monde. À l'instar des Wandergesellen allemands, ou compagnons itinérants, les apprentis ingénieurs doivent parcourir la France pour apprendre auprès de maîtres de leur métier. Désormais étendue à plus de 49 pays sur cinq continents, l'organisation exige des apprentis qu'ils soient titulaires d'un Certificat d'aptitude professionnelle, équivalent à un NVQ de niveau 2 ou 3 au Royaume-Uni.

Défi d'ingénierie :

 Nous avons été chargés d'aider les maîtres et les apprentis ingénieurs à développer un système de production complet capable de transformer des matières premières en un fluide biomédical. Le système pouvait être acheté auprès de fournisseurs d'équipements de laboratoire ou d'entreprises du secteur de la santé et de la pharmacie, mais coûterait plus de 30 000 £. Le défi d'ingénierie consistait à concevoir le même système de zéro, à un coût bien inférieur, afin d'obtenir des résultats identiques, voire meilleurs.

Solution d'ingénierie :

  Pour développer le processus de production de zéro, les ingénieurs des Compagnons du Devoir devaient concevoir le système, identifier le matériel clé, collaborer avec les fournisseurs et créer l'automatisation et la programmation nécessaires à la production de ce fluide biomédical très complexe. La solution comprenait un processus de mélange en trois étapes, associé à une étape de chauffage et à une étape finale de maintien durant laquelle le fluide est gardé en mouvement constant afin de maintenir sa consistance avant le dosage.

En collaboration avec les ingénieurs des Compagnons du Devoir, nous avons déterminé que trois récipients sous pression transparents 2000ML-CTEL constitueraient la meilleure option pour leur application, car ils offrent non seulement un environnement contrôlé pour le fluide, mais permettent aussi des contrôles visuels garantissant que la moindre variation de la composition chimique puisse être identifiée et corrigée rapidement et efficacement.

Les produits chimiques bruts sont d'abord introduits dans le premier récipient sous pression transparent, équipé d'un moteur électrique et d'un contrôleur SR-TEK ainsi que d'un mélangeur à pale ancre. Le processus automatisé développé par les ingénieurs des Compagnons du Devoir permet de faire varier précisément le mélange à différents moments afin d'obtenir le résultat souhaité. La flexibilité offerte par ce type de montage est particulièrement appréciée des équipes de R&D lorsqu'elles cherchent à développer de nouveaux polymères ou fluides, car elle permet d'expérimenter et de savoir quelles variables doivent être fixées pour obtenir le résultat voulu.

Une fois entièrement mélangé, le fluide est acheminé par une tuyauterie vers un second récipient sous pression transparent CTEL de deux litres, équipé d'un mélangeur à pale simple, conçu pour maintenir le fluide en mouvement afin qu'il reste homogène. C'est à cette étape que la chaleur est appliquée pour favoriser la polymérisation des matériaux.

Une fois traité, le fluide est envoyé vers un récipient de maintien final équipé d'un autre mélangeur à pale ancre, à partir duquel il est distribué. Fait intéressant, les trois cuves sont équipées de deux capteurs de niveau capacitifs, haut et bas, qui, une fois reliés à l'automate programmable industriel (API), permettent d'automatiser l'ensemble du processus.

Le niveau de contrôle offert par ce type de système est de plus en plus apprécié des départements de R&D, car il permet de transposer à l'échelle de la production et de reproduire les variables déterminées et fixées en laboratoire. Tout devient une science, une recette qui peut être reprise et appliquée dans n'importe quelle entreprise et n'importe quel environnement dans le monde pour obtenir le même résultat.

Résultat : 

Le coût total du système complet représentait un tiers de celui de l'alternative commerciale toute faite. Autre avantage : les ingénieurs des Compagnons du Devoir et du Tour de France disposent désormais de composants de qualité production qui peuvent être réutilisés et adaptés de nombreuses fois pour de futurs projets de recherche, plutôt que d'une machine à usage unique.

Les récipients sous pression transparents sont de plus en plus prisés par les universités et les équipes de recherche, car ils permettent de démontrer clairement les processus en jeu et d'avoir un contrôle total sur l'environnement intérieur.

Spécifications

• 3x récipient sous pression transparent 2000ML-CTELs
• Acier inoxydable de qualité 304, verre trempé, joints FKM et acier inoxydable 316
• Une soupape de sécurité de décharge CE tarée est installée sur le couvercle pour éviter toute surpression du récipient.
• Des ports supplémentaires ont été ajoutés afin que les Compagnons du Devoir puissent installer leur propre système de gestion de l'air
• 2 supports entourent le tube en verre pour fixer le capteur capacitif de détection de niveau haut et bas du fluide
• 3 mélangeurs à pale ancre pour maximiser l'homogénéité du mélange sans avoir besoin d'une vitesse élevée.
• 3 moteurs électriques de 30 Watts et contrôleurs
• Capteur de niveau capacitif pour détecter le niveau d'un fluide sans contact