Aspiration en usine d'aliments composés

Une installation d'aspiration en usine d'aliments composés capte la poussière là où elle se forme : à la réception, au broyage, au dosage, à la granulation et au chargement. Des gaines l'acheminent vers un cyclone et un filtre. Vous protégez ainsi les voies respiratoires de vos salariés, vous réduisez le risque d'explosion de poussières et vous évitez que des additifs passent d'un lot à l'autre.

Une couche de poussière de moins d'un millimètre suffit à former un nuage explosif une fois soulevée. Où se forme la poussière, comment est construite une installation d'aspiration, que demande l'ATEX et comment la dimensionner correctement ?

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Pourquoi une usine d'aliments composés a-t-elle besoin d'aspiration ?

Chaque étape du procédé libère une poussière combustible qui peut irriter et sensibiliser les voies respiratoires. L'aspiration maintient l'exposition sous les valeurs limites, retire la matière inflammable des silos, broyeurs et convoyeurs, et aide à garder l'hygiène des aliments sous contrôle.

Quatre exigences s'appliquent en même temps :

• Santé au travail : pour les poussières sans valeur limite propre, l'article R4222-10 du Code du travail fixe dans les locaux à pollution spécifique 4 mg/m³ pour les poussières inhalables et 0,9 mg/m³ pour les poussières alvéolaires, en moyenne sur 8 heures. Les poussières de céréales et de farine étant sensibilisantes, l'exposition doit rester aussi faible que possible.
• Sécurité explosion : la poussière d'aliments pour animaux appartient à la classe d'explosivité St 1. Vous classez donc les zones de travail en zones ATEX et vous consignez les mesures dans le document relatif à la protection contre les explosions (DRPCE).
• Hygiène des aliments : le règlement (CE) n° 183/2005 et des référentiels comme GMP+ FSA demandent de réduire au minimum les contaminations croisées entre lots, par exemple de coccidiostatiques vers des aliments destinés à des espèces non cibles.
• Disponibilité : la poussière sur les moteurs, roulements et équipements électriques provoque usure, feux couvants et arrêts imprévus.

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À quelles étapes la poussière se forme-t-elle dans une usine d'aliments composés ?

Partout où le vrac tombe, est broyé ou transféré. Les plus grandes quantités viennent de la réception des matières premières, des élévateurs à godets, des broyeurs à marteaux, des postes de dosage et de mélange, du refroidisseur de granulés, du chargement et de l'ensachage.

Du camion au granulé fini, il y a six sources de poussière. Elles diffèrent nettement en quantité, en finesse et en humidité :

• Fosse de réception : au déchargement, le flux de matière qui tombe chasse beaucoup d'air et de poussière hors de la fosse.
• Convoyage et élévateurs : aux points de transfert, aux têtes d'élévateur et sur les transporteurs à chaîne, la matière est sans cesse transférée.
• Broyeur à marteaux : le broyage des céréales et des tourteaux produit la poussière la plus fine et la plus inflammable de l'usine.
• Dosage et mélange : la pesée, l'ajout manuel de micro-ingrédients et le remplissage du mélangeur chassent de l'air chargé de poussière.
• Presse et refroidisseur : l'air extrait du refroidisseur est chaud, humide et chargé de fines.
• Chargement et ensachage : au bec de chargement, au poste big bag et à l'ensacheuse, l'aliment qui tombe soulève à nouveau de la poussière fine.

La poussière de céréales, de tourteaux et d'additifs est à la fois sensibilisante et combustible à chacun de ces points. C'est pourquoi les usines modernes la captent dans les machines elles-mêmes, plutôt que de compter sur la ventilation du bâtiment.

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Qu'est-ce que l'aspiration dans une usine d'aliments composés ?

L'aspiration consiste à extraire de façon ciblée l'air des machines et convoyeurs fermés. La dépression empêche la poussière de s'échapper aux couvercles, vannes et points de transfert, et transporte l'air et la poussière jusqu'au filtre.

Sur un broyeur à marteaux, l'aspiration joue aussi un rôle dans le procédé. Le flux d'air fait passer le produit broyé à travers la grille, refroidit la chambre de broyage et augmente ainsi le débit. Élévateurs, mélangeurs et bascules sont aspirés pour que l'air chassé au remplissage ne s'échappe pas dans le bâtiment sous forme de nuage.

Qu'est-ce que l'aspiration des céréales ?

Le nettoyage du grain par un courant d'air qui sépare les balles, la poussière et les particules légères du grain lourd. Les aspirateurs-séparateurs se trouvent au nettoyage des matières premières, avant le silo et avant le broyage, ce qui soulage le dépoussiérage en aval.

La poussière aspirée est-elle réutilisée dans une usine d'aliments composés ?

Souvent, oui, car elle se compose des mêmes matières premières que l'aliment. Une écluse rotative sous le filtre la réintroduit dans le mélangeur ou le broyeur.

Pour les aliments médicamenteux et spéciaux, ce retour ne doit pas entraîner de contamination du lot suivant. Les lignes de retour et les filtres sont alors séparés par lot, ou la poussière est collectée et éliminée.

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Comment est construite une installation d'aspiration en usine d'aliments composés ?

Elle comprend des points de captage, un réseau de gaines, un préséparateur, un filtre, un ventilateur et une évacuation des poussières. Le ventilateur crée la dépression qui amène la poussière de la source au filtre, où elle est séparée de l'air.

Six éléments travaillent ensemble pour que l'air aille du point de captage à la sortie d'air propre sans dépôts :

• Captage : hottes, points de transfert capotés et piquages d'aspiration directement à la fosse, au broyeur, au mélangeur et à l'ensachage.
• Gaines : des vitesses d'air d'environ 20 mètres par seconde maintiennent la poussière organique légère en suspension. Des registres équilibrent les différentes branches.
• Préséparateur : la préséparation mécanique dans un cyclone retient les grosses particules et les fines et soulage le filtre.
• Filtre : des filtres à manches et à cartouches en média textile avec décolmatage à l'air comprimé retiennent la poussière fine.
• Ventilateur : crée la dépression pour tout le réseau et fonctionne en version ATEX dans les zones à risque.
• Évacuation : écluse rotative, big bag ou retour au procédé évacuent la poussière séparée.

Quand une aspiration centralisée est-elle intéressante en usine d'aliments composés ?

Dès que plusieurs points doivent être aspirés en continu ou en même temps. Une installation centralisée relie pesée, mélangeur, broyeur et ensachage à un filtre commun et remplace les aspirateurs industriels mobiles par des prises d'aspiration fixes.

Dans la plupart des usines, trois conditions se rencontrent :

• Beaucoup de points d'aspiration : plusieurs opérateurs nettoient en même temps et certaines machines sont aspirées jour et nuit.
• Une chaîne de procédé fixe : broyeur, mélangeur et ensachage sont proches les uns des autres et accessibles par un même réseau.
• Une capacité en hausse : les extensions se raccordent par des branches et des prises supplémentaires.

Un exemple dans l'alimentation pour animaux de compagnie : le projet ATEX chez Wellness Pet Company à Veendam. Après le passage de 750 à 1 600 kg/h de capacité d'extrusion, une installation centralisée avec dix prises d'aspiration a remplacé les aspirateurs mobiles. Deux opérateurs peuvent désormais nettoyer en même temps sans perte d'aspiration.

Pour des points isolés où l'on travaille à des endroits différents, un appareil mobile reste utile. Par exemple le Dustmaster 1200 avec filtre à manches de 5,8 m², disponible en inox et en version ATEX pour la zone 22.

Pourquoi l'air du refroidisseur de granulés est-il critique ?

L'aliment composé est conditionné à la vapeur avant le pressage, et les granulés cèdent de l'eau en refroidissant. L'air extrait est donc chaud et humide. S'il descend sous le point de rosée dans les gaines ou le filtre, de la condensation se forme et les fines humides collent aux parois et aux manches.

Les usines équipent donc généralement l'air du refroidisseur d'un cyclone, qui sépare les fines à sec et les renvoie au procédé. Des gaines isolées, des trajets courts et des pièces en inox évitent le collage et la corrosion. Les dépôts gras peuvent s'échauffer au-delà d'une certaine épaisseur et devenir un foyer couvant.

Foyers couvants, étincelles et nuages de poussière peuvent se rencontrer dans la même installation. C'est pourquoi l'installation d'aspiration elle-même est considérée comme une zone à risque d'explosion.

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Quelles exigences ATEX s'appliquent à l'aspiration en usine d'aliments composés ?

Les directives ATEX 1999/92/CE pour l'exploitation et 2014/34/UE pour le matériel. En France, les obligations de l'employeur figurent aux articles R4227-42 à R4227-54 du Code du travail, et les exigences pour le matériel aux articles R557-7-1 à R557-7-9 du Code de l'environnement. L'intérieur du filtre et du préséparateur est généralement classé en zone 20, car une atmosphère explosive poussiéreuse y est présente en permanence.

Cinq mesures protègent ensemble l'installation contre les effets d'une explosion de poussières :

• Évent d'explosion : disques de rupture ou panneaux d'évent selon l'EN 14491 s'ouvrent de façon contrôlée et évacuent la pression vers l'extérieur.
• Évent sans flamme : des arrête-flammes permettent l'éventage à l'intérieur du bâtiment lorsque le filtre n'est pas contre un mur extérieur.
• Découplage : clapets anti-retour ou vannes à fermeture rapide selon l'EN 15089 empêchent flamme et pression de remonter par la gaine vers le broyeur ou le silo.
• Détection et extinction d'étincelles : des capteurs dans la gaine repèrent les étincelles venant du broyeur ou du refroidisseur et les éteignent avant le filtre.
• Absence de sources d'inflammation : manches filtrantes conductrices mises à la terre et ventilateurs ATEX selon l'EN 14986 évitent décharges électrostatiques et étincelles mécaniques.

L'installation et tous ses composants figurent dans le document relatif à la protection contre les explosions, obligatoire selon l'article R4227-52 du Code du travail. Les armoires électriques sont placées si possible hors des zones ATEX.

Ajouter une protection contre les explosions sur une installation existante demande beaucoup de travail. Fixez les zones, les surfaces d'évent et le découplage dès la conception.

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Comment dimensionner l'aspiration d'une usine d'aliments composés ?

On commence par mesurer la charge en poussières et recenser tous les points de captage. Le débit d'air par point, la simultanéité, le type de poussière et l'humidité déterminent ensuite le réseau de gaines, la surface filtrante, la puissance du ventilateur et la protection contre les explosions.

Chez Kiekens, la conception suit cinq étapes, de la première mesure au contrat de maintenance :

1. Mesure de référence : nos spécialistes évaluent la charge en poussières, les risques et les possibilités d'amélioration à chaque étape lors d'une visite gratuite sur site.
2. Conseil : un rapport avec des recommandations et une solution conforme à la réglementation.
3. Ingénierie 3D : la conception technique fixe capacités, tracé des gaines, filtre et protection contre les explosions.
4. Installation : montage, gaines comprises, et remise d'une installation prête à fonctionner.
5. Service et entretien : un contrat de maintenance avec des niveaux de service fixes maintient performances et disponibilité.

Une bonne conception prévoit les extensions, pour raccorder de nouvelles lignes sans perte de capacité. Le niveau sonore reste sous la valeur d'exposition inférieure déclenchant l'action de 80 dB(A) fixée par le Code du travail, avec si besoin une isolation supplémentaire ou un capotage du ventilateur.

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Kiekens: votre partenaire pour l'aspiration en usine d'aliments composés

Depuis 1907, nous concevons et fabriquons des systèmes de dépoussiérage sur mesure, notamment pour l’industrie de la nutrition animale. Nous comptons parmi nos clients des acteurs tels que Denkavit, Trouw Nutrition et Hill’s. De la conception à la livraison, en passant par l’installation, le service et les pièces de rechange : nous gérons tout nous-mêmes, depuis les Pays-Bas, selon les exigences HACCP et ATEX.

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