Chapitre 2 : Prélèvement dans les camions à l’aide d’une sonde pneumatique

2.1 Aperçu

Les systèmes d’échantillonnage dans les camions à l’aide d’une sonde pneumatique sont utilisés pour prélever des échantillons dans des camions à l’aide d’une sonde d’échantillonnage (compartimentée ou à embout conique) insérée dans un lot de grain en vrac. Lorsque la sonde atteint la profondeur maximale d’un moyen de transport, un système de récupération pneumatique transporte l’échantillon de la sonde et le transmet, au moyen d’une série de conduites de distribution, à un capteur d’échantillon.

Les sondes compartimentées et à embout conique à pression d’air contrôlée sont les sondes recommandées par l’industrie. L’installation, les composants, les réglages, le fonctionnement et l’entretien du système d’échantillonnage dans les camions à l’aide d’une sonde pneumatique sont tous importants pour garantir que le système fonctionne de façon efficace et tel que conçu.

2.2 Installation

Le socle de la sonde pneumatique pour camions, le mécanisme d’entraînement, la structure de la base, les flèches, le composant de prélèvement, le système de distribution des échantillons et le capteur d’échantillon doivent être installés conformément aux instructions du fabricant. Cela permettra de garantir que l’échantillon prélevé sur le lot échantillonné et distribué au bureau de contrôle pour analyse est représentatif.

La plaque de montage des structures de fondation et de base doit être installée à la hauteur appropriée par rapport au sol (pas trop haut ni trop bas). Si l’installation de la sonde ne respecte pas les spécifications du fabricant, il est possible que celle-ci ne puisse pas atteindre toute la profondeur d’un moyen de transport, en fonction de la longueur de la sonde et de la portée de la flèche.

Les sondes pneumatiques pour camions et les composants de distribution des échantillons sont disponibles sous différentes marques et en différents modèles. Il est important d’acheter et d’installer l’équipement qui convient le mieux aux conditions de votre environnement de travail et aux volumes de travail prévus.

• Il faut protéger les sondes des conditions météorologiques défavorables (pendant l’échantillonnage et lorsqu’elles ne sont pas utilisées) pour réduire les problèmes de contamination par l’humidité et de fonctionnement de l’équipement.
• Des conditions météorologiques défavorables, telles que la pluie, la neige et le froid, affecteront davantage les performances des sondes compartimentées que des sondes à embout conique en raison de leurs différences de conception (voir la description de chaque type à la section 2.3 : Composants).
• Les fabricants conçoivent et construisent divers modèles adaptés à diverses charges de travail. Il est important de prendre en compte les volumes de travail prévus, tels que le tonnage annuel ou le nombre de camions à échantillonner, lors de la sélection de ce type d’équipement d’échantillonnage.

Les conduites de distribution des échantillons allant de la sonde pour camions à la zone d’inspection doivent suivre l’itinéraire le plus direct avec le moins de coudes possible. Suivre les directives d’installation du fabricant et l’information dans la section suivante pour aider à réduire l’incidence sur l’échantillon primaire, comme la quantité de maïs fendillé et de matières étrangères (CCFM) dans le maïs. Les systèmes de distribution des échantillons sont généralement installés en surface, mais les installations souterraines sont également possibles.

Dans les deux types d’installations :

• Les conduites de distribution ne doivent pas avoir un rayon de braquage supérieur à 90 degrés et doivent être posées autant que possible verticalement ou horizontalement.
• La conduite de distribution doit être coupée correctement et les bords intérieurs polis afin d’éliminer les aspérités et les bavures.
• Les conduites pour les pressions d’air négatives ou positives doivent être reliées à des raccords étanches, lorsque nécessaire.
• Il faut conserver un trajet électrique sur toute la longueur du système de distribution et prévoir des points de mise à la masse adéquats pour éliminer toute électricité statique accumulée.

Aluminium ou acier inoxydable

Coupleurs Morris

2.3 Composants

Tous les composants, y compris le mécanisme d’entraînement (hydraulique ou électrique), la structure de la sonde pneumatique pour camions, le dispositif d’échantillonnage, le système de distribution des échantillons et le capteur d’échantillon, doivent être construits en matériaux répondant à la durabilité industrielle requise pour fonctionner dans l’environnement où se trouve le système d’échantillonnage. Les conduites de distribution des échantillons doivent être constituées soit d’une conduite métallique, soit d’un tuyau droit en aluminium, de coudes en acier inoxydable ou d’un tuyau en PVC avec un revêtement intérieur lisse, adapté à la manutention du grain.

L’hydraulique et l’énergie électrique sont les principales sources utilisées par les mécanismes d’entraînement pour manœuvrer les sondes pneumatiques pour camions lors de l’échantillonnage d’un moyen de transport. Ces sources d’alimentation doivent être maintenues à une pression ou à une tension constante et uniforme afin de garantir un fonctionnement en douceur et sans incident de la sonde pour camions et de tout équipement associé lors de l’échantillonnage.

Vue de côté

Ports fermés

Ports ouverts

Sondes d’aspiration à vide constant à extrémité ouverte

Les sondes d’aspiration à vide constant à extrémité ouverte utilisent une aspiration constante du vide au niveau de l’ouverture d’admission lors de l’échantillonnage. Elles peuvent surreprésenter les matières légères lors de l’échantillonnage d’un moyen de transport et elles ne sont pas recommandées pour prélever un échantillon de grain.

La longueur de la sonde sélectionnée en combinaison avec la rallonge télescopique de flèche doit permettre à l’opérateur d’atteindre le fond de chaque moyen de transport à échantillonner. Les fabricants offrent des sondes de différentes longueurs, allant d’environ 5 pi à 9 pi.

Le rayon d’action des sondes pour camions présente différentes plages, mais elles sont limitées. La portée de la sonde doit permettre à l’opérateur de suivre les paramètres d’échantillonnage recommandés pour chaque moyen de transport. Si la sonde pour camions ne peut pas atteindre toutes les zones à échantillonner, repositionner le moyen de transport à échantillonner.

L’échantillonnage à l’aide de la sonde à double tube qui n’atteint pas la profondeur maximale du moyen de transport et qui ne suit pas les paramètres d’échantillonnage recommandés accroît le nombre d’erreurs lors du prélèvement des échantillons et le risque de prélever un échantillon qui ne représente pas adéquatement le lot.

Les sondes pour camions avec flèches télescopiques peuvent généralement prolonger la sonde jusqu’à une portée maximale de ~ 17 pieds de la structure de support.

Les circuits à vide et à flux d’air forcé font partie intégrante des systèmes d’échantillonnage et de distribution des échantillons. Ces composants doivent avoir la capacité requise pour prélever efficacement un échantillon avec le type de sonde pneumatique pour camions sélectionné et permettre à l’échantillon de traverser tout le système de distribution jusqu’à un capteur d’échantillon tout en ayant un impact minimal sur l’échantillon. Les fabricants recommandent des marques et des modèles spécifiques de circuits à vide et à flux d’air forcé en fonction de la configuration d’installation de chaque système. Pour une description des exemples de conduites de distribution, voir la section 2.2 : Installation.

Il existe différentes marques et différents modèles de capteurs d’échantillon. L’installation du circuit à vide déterminera le type requis. Les capteurs d’échantillon nécessitent des portes de décharge étanches et doivent être installés dans le bureau d’inspection.

Les circuits de distribution des échantillons utilisant une pompe à vide avec cyclone ne nécessiteront pas de capteur d’échantillon muni d’un écran de séparation à l’intérieur. Le cyclone permet à la pression d’air du vide de s’échapper tout en permettant au grain échantillonné de décélérer et de passer au capteur d’échantillon.

Dans le cas des systèmes de distribution des échantillons munis uniquement d’une pompe à vide, un écran de séparation devra être installé à l’intérieur du capteur d’échantillon. L’écran de séparation permet à la pression d’air aspirée de passer à travers l’écran et d’en sortir tout en maintenant les matières échantillonnées du côté admission de l’écran.

2.4 Ajustements

Sondes compartimentées

Les sondes compartimentées comportent 3 chambres : La pression d’air de la première chambre est neutre lors de l’échantillonnage. La seconde chambre comporte une entrée/sortie d’air située en haut de la chambre/sonde, permettant à l’air d’être aspiré dans la chambre en fonction des besoins. La pression d’air des deuxième et troisième chambres est sous vide afin d’aspirer l’échantillon de la deuxième chambre, dans la troisième chambre et jusqu’au bureau d’inspection. Les fabricants recommanderont des marques et des modèles de systèmes de vide spécifiques en fonction de la configuration de l’installation pour chaque système, car il n’y a pas d’exigence de flux d’air forcé ni d’ajustement pour ces types de sondes.

Sondes à embout conique

Les sondes à embout conique comportent 2 chambres; la chambre extérieure est traversée par un flux d’air forcé jusqu’à la partie inférieure de l’ouverture de la pointe de l’embout conique et la pression de la chambre intérieure est aspirée par l’ouverture de cette extrémité. Afin d’atteindre une pression neutre/de vide au point d’entrée de l’échantillon de l’ouverture de la pointe de l’embout conique, le flux d’air forcé traversant la chambre extérieure doit être contrôlé. Pour contrôler celui-ci, la sonde à embout conique est fabriquée avec au moins un trou de décharge de réglage d’air. Certains fabricants incluent également des trous de décharge de réglage d’air sur l’ensemble moteur d’alimentation en air.

La quantité d’écoulement d’air forcé dans la chambre extérieure de la sonde à embout conique est contrôlée en exposant ou en recouvrant le ou les trous de décharge de réglage d’air du tube flexible utilisé pour amener l’air à la sonde depuis le moteur d’alimentation en air.

Le fait d’ajuster et d’équilibrer correctement le flux d’air forcé avec la pression d’air sous vide crée une pression d’air neutre/sous vide au niveau de l’ouverture de la pointe de l’embout conique de la sonde.

Suivre ces étapes pour déterminer si le ou les réglages et l’équilibrage de pression d’air sont corrects :

1. Positionner le système de sonde pneumatique de manière à ce qu’il fonctionne avec le bas de la sonde positionné à une hauteur accessible.
2. Placer un morceau de papier léger de sorte qu’il recouvre complètement l’ouverture de la pointe de la sonde.
   • Si le papier est soufflé loin de l’ouverture, la pression du flux d’air forcé est trop importante. Exposer davantage les orifices de décharge de réglage d’air pour créer une pression d’air neutre/sous vide au niveau de l’ouverture de la pointe.
   • Si le papier est aspiré dans l’ouverture, la pression du flux d’air forcé est insuffisante. Couvrir davantage les orifices de décharge du réglage d’air pour créer une pression d’air neutre/sous vide au niveau de l’ouverture de la pointe.
   • Si le papier se maintient sur l’ouverture de la pointe de l’embout conique sans être aspiré ni soufflé, les pressions d’air sont considérées comme équilibrées.

Problèmes d’échantillonnage causés par de l’air forcé mal réglé ou une pression de vide excessive

• Un flux d’air forcé insuffisant ou faible entraîne une pression de vide excessive dans l’ouverture de la pointe de l’embout conique, ce qui pourrait entraîner une surreprésentation de matières légères en sélectionnant plus de poussière, de petits grains ou de grains cassés dans le grain environnant dans le moyen de transport.
• Une pression de vide excessive dans l’appareil d’échantillonnage et le système de distribution des échantillons peuvent avoir une incidence sur la composition de l’échantillon primaire, comme accroître la quantité de maïs fendillé et de matières étrangères (CCFM) dans le maïs.

• Un flux d’air forcé excessif/élevé provoque une pression excessive du flux d’air forcé au niveau de l’ouverture de la pointe de l’embout conique, ce qui peut conduire à une sous-représentation de matières légères en empêchant la sélection de ces matières à partir du grain environnant dans le moyen de transport.

Les fabricants recommandent de vérifier la pression d’air au moins une fois par mois à l’ouverture de la pointe de l’embout conique. Les unités d’alimentation en air et de vide vont s’affaiblir avec le temps; il est important de les évaluer comme prescrit par le fabricant.

2.5 Fonctionnement

• Veiller à ce que le personnel ait reçu la formation sur l’utilisation appropriée de l’équipement, conformément au manuel d’utilisation du fabricant.
• Suivre les paramètres d’échantillonnage recommandés pour les moyens de transport et extraire un échantillon sur toute la profondeur de chaque moyen de transport pour s’assurer que le l’échantillon prélevé du moyen de transport est représentatif.
• Pour les moyens de transport avec des charges peu profondes, il peut être nécessaire d’effectuer des prélèvements supplémentaires afin d’obtenir un échantillon suffisant pour les besoins de l’inspection.
• Effectuer des prélèvements supplémentaires de manière représentative (par exemple, deux prélèvements ne doivent pas être effectués dans la même zone d’un lot de camion, sauf si deux séries complètes de prélèvements doivent être effectuées dans le même camion).
• Faire très attention lors de l’insertion de la sonde pour éviter d’endommager les côtés ou le fond du moyen de transport.
• Pendant les opérations d’échantillonnage, surveiller le système de captage et de distribution des échantillons pour détecter d’éventuels problèmes de fonctionnement.
• Une fois tous les échantillons prélevés du moyen de transport, vérifier que le système de distribution des échantillons et le capteur d’échantillon sont vides avant de procéder à l’échantillonnage d’un autre moyen de transport.

Mode d’emploi d’une sonde compartimentée

1. L’opérateur doit enfoncer la sonde verticalement vers le bas dans la charge. Ce type de sonde fonctionne sur le principe que seul le grain qui s’écoule par gravité dans le premier compartiment de la chambre est utilisé comme échantillon.
2. Une fois à pleine profondeur, l’opérateur fera ensuite pivoter mécaniquement le tube intérieur situé sur la première chambre en position ouverte.
3. Les matières s’écouleront ensuite par gravité dans les compartiments à échantillon individuels situés dans la première chambre; il faut laisser le temps aux compartiments de se remplir, ce qui dépend du type de grain et du contenu en impuretés.
4. L’opérateur doit ensuite faire pivoter mécaniquement le tube intérieur en position fermée.
5. Les matières échantillonnées s’écouleront ensuite par gravité de l’arrière de la première chambre dans la deuxième chambre.
6. Lorsque la sonde est retirée ou pendant que la sonde est toujours dans la charge, les matières échantillonnées sont aspirées pneumatiquement du bas de la deuxième chambre par la troisième chambre et amenées à un capteur d’échantillon dans le bureau d’inspection.

Les matières s’écoulent dans la première chambre.

Les matières échantillonnées passent de la première à la deuxième chambre.

Les matières échantillonnées passent de la deuxième à la troisième chambre.

Mode d’emploi d’une sonde à embout conique

1. L’opérateur doit enfoncer la sonde verticalement vers le bas dans la charge. Ce type de sonde fonctionne sur le principe que seul le grain qui est forcé dans la chambre interne est utilisé comme échantillon.
2. Lorsque le produit a atteint la chambre d’échantillon interne au niveau de l’ouverture de l’embout conique, il se mélange à l’air expulsé vers le bas par la chambre externe de la sonde.
3. Les matières échantillonnées sont ensuite aspirées dans la chambre interne par aspiration sous vide vers un capteur d’échantillon dans le bureau d’inspection.

Illustration de la sonde à embout conique et de l’ouverture

Matières échantillonnées aspirées vers le haut dans la chambre intérieure

2.6 Entretien

• Surveiller régulièrement l’état de tous les composants et effectuer l’entretien de tout le matériel conformément aux spécifications du fabricant.
• Remplacer l’équipement endommagé par des pièces de rechange adéquates afin de garantir le bon fonctionnement du système et prélever des échantillons représentatifs.
• Remplacer les pièces (telles que les tuyaux en caoutchouc) affectées par une exposition prolongée aux intempéries, telles que la pluie, la neige, la chaleur et le froid, selon les besoins.
• Vérifier régulièrement le joint en caoutchouc de la porte d’évacuation du grain du capteur d’échantillon et le remplacer en cas de fuite d’air.