Choisir les moteurs électriques d'une presse à granulés : entraînement principal et auxiliaires

La presse à granulés transforme un mélange d'aliments en poudre en granulés compactés en le forçant à travers une filière sous pression et à chaud. Bien qu'elle ressemble de l'extérieur à une seule machine, il s'agit en réalité d'un système composé de plusieurs entraînements distincts : le moteur principal qui fait tourner la filière et les galets, la vis d'alimentation qui dose le mélange dans la machine, le conditionneur qui le traite à la vapeur et, plus loin sur la ligne, le refroidisseur, l'émietteur, le tamis et les équipements de manutention. Chacun a un caractère de charge différent ; par conséquent, chaque entraînement doit être étudié séparément lors du choix des moteurs. Dans cet article, nous classons les moteurs d'une ligne de granulation selon leur fonction et expliquons ce qui est déterminant dans le choix de chacun et quelles informations sont nécessaires à la commande.

Quels moteurs trouve-t-on sur une ligne de granulation ?

Sur une ligne type de granulation d'aliments, les moteurs se répartissent grosso modo en trois groupes. Cette répartition aide à comprendre quel moteur est choisi pour un service lourd et lequel pour un réglage de vitesse précis.

• Entraînement principal : sur les presses à filière annulaire (ring die), c'est le moteur qui fait tourner la filière et qui, par l'intermédiaire des galets, force le mélange à passer par les trous de la filière. C'est ici que se trouve la plus grande puissance de la ligne, et la charge varie en permanence selon l'état de la filière et les propriétés du mélange.
• Alimentation et conditionnement : la vis d'alimentation introduit le mélange dans la machine à un débit contrôlé ; le conditionneur le mélange en ajoutant de la vapeur et, si besoin, des additifs liquides. La vis d'alimentation fonctionne généralement sur variateur de fréquence, car le débit d'alimentation est réglé en fonction du courant du moteur principal.
• Suite de la ligne : refroidisseur de granulés, ventilateur d'extraction du refroidisseur, émietteur (crumbler), tamis, élévateur à godets et convoyeurs à vis. Ce sont généralement des entraînements de petite et moyenne puissance, indépendants les uns des autres.

Moteur d'entraînement principal : caractère de charge et choix de la puissance

Le moteur principal d'une presse à granulés détermine directement la capacité de la ligne. L'énergie nécessaire pour que le mélange traverse les trous de la filière dépend de la recette des matières premières, de la teneur en matières grasses et en fibres, de la température de conditionnement, du diamètre des trous et de l'épaisseur de la filière (taux de compression) et du jeu entre galet et filière. La même machine peut absorber un courant tout à fait différent avec une autre recette.

C'est pourquoi la puissance du moteur principal est la valeur du fabricant de la machine. Celui-ci conçoit le diamètre de filière, le nombre de galets, le réducteur ou la transmission par courroies et la capacité visée en fonction de cette puissance. Si le moteur d'une presse existante est remplacé, la puissance, la vitesse, la tension et le code de carcasse IEC de la plaque de l'ancien moteur font foi. Si un moteur plus puissant est envisagé pour augmenter la capacité, il faut évaluer avec le fabricant de la machine si le réducteur, le palier de filière et l'arbre supportent la nouvelle puissance ; augmenter seule la puissance du moteur sollicite le maillon le plus faible de la chaîne mécanique.

Bourrage et charge brutale

Le moment le plus difficile pour l'entraînement principal est le bourrage de la filière. Lorsqu'un mélange humide ou suralimenté remplit les trous de la filière, les galets patinent et le courant monte rapidement. Ce qui protège alors le moteur, c'est un disjoncteur moteur correctement réglé et la goupille de sécurité ou l'accouplement à cisaillement dont la plupart des machines sont équipées. Ralentir automatiquement la vis d'alimentation en fonction du courant du moteur principal réduit la fréquence des bourrages, ce qui contribue directement à la durée de vie du moteur principal.

À propos du facteur de service

Les modèles HEM Motor de 75 kW et plus ont un facteur de service de 1,15 ; autrement dit, ces moteurs disposent d'une réserve de puissance de 15 % au-delà de la puissance de plaque. Sur des charges fluctuantes comme une presse à granulés, cette réserve est une marge de sécurité. Elle ne doit pas servir de justification pour choisir un moteur plus petit que nécessaire ; la puissance est toujours choisie d'après la valeur du fabricant de la machine.

Liaison, vitesse et démarrage du moteur principal

Sur les presses à granulés, le moteur principal est relié à la filière soit par un réducteur, soit par une transmission à poulies et courroies. Sur les presses à réducteur, le moteur est généralement un moteur à pattes (B3) relié par accouplement ; sur les presses à courroies, le rapport des poulies détermine la vitesse de la filière. Dans les deux cas, la vitesse du moteur doit être celle prévue par le fabricant de la machine. Dans la pratique courante, on utilise des moteurs 4 pôles (1500 tr/min synchrones) ; vérifiez cependant sur la plaque ou auprès du fabricant la vitesse exigée par votre machine. Dans une transmission par courroies, changer la vitesse sans recalculer le rapport des poulies modifie la vitesse de la filière et dégrade la qualité des granulés.

Sur les moteurs principaux de forte puissance, on utilise des démarreurs étoile-triangle, des démarreurs progressifs ou des variateurs de fréquence pour protéger le réseau et les organes mécaniques. Les presses démarrent normalement à vide et l'alimentation est ouverte une fois que le moteur a atteint sa vitesse ; tant que cet ordre est respecté, le démarrage étoile-triangle suffit dans la plupart des cas. Si la filière s'est arrêtée pleine, la nettoyer avant le démarrage protège à la fois le moteur et le réducteur. La règle générale du fonctionnement sur variateur de fréquence est expliquée dans la question sur l'utilisation avec variateur.

Moteurs auxiliaires : de petits entraînements qui ne doivent pas faillir

Si l'un des moteurs auxiliaires s'arrête pendant que le moteur principal tourne, la ligne s'arrête aussi. C'est pourquoi le choix des petits moteurs demande au moins autant de soin que celui du moteur principal.

• Vis d'alimentation : fonctionne généralement avec réducteur et variateur de fréquence ; on attend d'elle une rotation régulière sur une large plage de vitesses. Si elle doit fonctionner longtemps à plein couple à basse vitesse, le besoin d'une ventilation séparée est discuté à la commande.
• Conditionneur : mélange en continu la farine conditionnée à la vapeur. Le moteur peut être exposé à des fuites de vapeur et à un air chaud et humide ; les joints de la boîte à bornes et les presse-étoupes sont importants à cet égard. Il faut veiller à ce que la carcasse du moteur ne soit pas placée juste à côté de la conduite de vapeur.
• Refroidisseur et ventilateur d'extraction : le ventilateur qui assure le débit d'air du refroidisseur de granulés est une charge à fonctionnement continu. La vitesse du moteur de ventilateur est déterminée par la roue du ventilateur ; elle n'est pas modifiée lors du remplacement du moteur.
• Émietteur, tamis, élévateur et convoyeurs : le plus souvent des entraînements de faible puissance à réducteur ou à courroie. Dans la planification des moteurs de rechange, standardiser des moteurs de même carcasse et de même tension accélère le remplacement en cas de panne.

Une ligne de granulation est poussiéreuse d'un bout à l'autre, et la zone autour du conditionneur et du refroidisseur est humide. La classe IP55 protège le moteur contre la pénétration de poussière et les projections d'eau, mais une couche de poussière accumulée sur les ailettes de la carcasse empêche l'évacuation de la chaleur ; les ailettes et le capot de ventilateur doivent donc être nettoyés périodiquement. Dans les usines où de la condensation apparaît, une résistance anticondensation et un capteur de bobinage (PTC ou PT100) peuvent être demandés comme options à la commande.

Modèles d'exemple

Nous avons choisi quatre modèles en fonte pour illustrer les niveaux de puissance rencontrés dans les fonctions principales et auxiliaires des lignes de granulation. Les valeurs de la liste ne sont pas une recommandation ; ce qui vaut pour votre presse, c'est la puissance indiquée par le fabricant et la plaque du moteur déposé. Les quatre modèles ont une protection IP55 et une isolation classe F, et tous sont destinés aux réseaux 50 Hz ; les trois premiers sont marqués 400/690 V (Δ/Y) et fonctionnent donc couplés en triangle sous 400 V.

• 280S-4 : 75 kW (100 HP), 4 pôles, 1486 tr/min, IEC 280S, 129 A sous 400 V, couple nominal 482 Nm, facteur de service 1,15. Pour l'entraînement principal des presses de capacité moyenne à grande.
• 250M-4 : 55 kW (75 HP), 4 pôles, 1485 tr/min, IEC 250M, 97,6 A sous 400 V, couple nominal 353,7 Nm. Pour l'entraînement principal des presses plus petites.
• 132S-4 : 5,5 kW, modèle 4 pôles à vitesse nominale de 1460 tr/min ; carcasse IEC 132S, courant nominal 10,7 A (400 V), couple nominal 36 Nm. Pour des fonctions auxiliaires comme l'entraînement du conditionneur ou du refroidisseur.
• 100L1-4 : 2,2 kW (3 HP), 4 pôles, 1450 tr/min, IEC 100L, 4,52 A sous 400 V, couple nominal 14,5 Nm. Pour la vis d'alimentation et les petits convoyeurs ; marqué 230/400 V (Δ/Y), il se couple en étoile sur une ligne 400 V.

Vous pouvez avoir une vue d'ensemble de l'usine d'aliments, y compris les machines de broyage, de mélange et de manutention, sur la page moteurs pour machines d'aliments du bétail. Les dimensions par carcasse figurent dans le catalogue technique et produits 2026, et les options de montage dans la question sur les formes de montage.

Exemple hypothétique : évaluer ensemble le moteur principal et le moteur d'alimentation

La situation que nous décrivons n'a pas réellement eu lieu ; c'est un scénario conçu pour montrer comment considérer ensemble le moteur principal et les moteurs auxiliaires. Supposons que, dans une usine d'aliments, le bobinage du moteur principal de 75 kW d'une presse à réducteur ait grillé. La plaque indique 75 kW, environ 1486 tr/min, une carcasse 280S et 400/690 V. Le modèle candidat est le 280S-4. Cependant, l'historique des pannes montre que la filière se bouchait souvent et que la vis d'alimentation tournait à vitesse fixe. Dans ce cas, parallèlement au remplacement du moteur principal, on envisage de passer la vis d'alimentation sur variateur de fréquence et de régler automatiquement l'alimentation en fonction du courant du moteur principal. Si la plaque du moteur d'alimentation indique 2,2 kW et une carcasse 100L, le 100L1-4 est un candidat pour cette fonction ; si un fonctionnement prolongé à basse vitesse sur variateur est prévu, cette information est indiquée à la commande.

Ce qu'il faut transmettre avec la commande

Pour que nous puissions déterminer le bon modèle pour les moteurs de votre ligne de granulation, envoyez les informations suivantes séparément pour chaque entraînement :

• La fonction de l'entraînement (presse principale, alimentation, conditionneur, refroidisseur, ventilateur, convoyeur)
• La plaque du moteur déposé (une photo suffit) ou la puissance et la vitesse indiquées par le fabricant de la presse
• Le type de liaison : réducteur et accouplement, poulies et courroies, ou liaison par bride à un réducteur
• La tension du réseau, le mode de démarrage et la présence éventuelle d'un variateur de fréquence sur l'entraînement
• Les conditions ambiantes : poussière, vapeur, humidité et durée de fonctionnement quotidienne

Tous les modèles en vente et le prix actuel de chacun sont listés sur la page acheter des moteurs électriques. Demandez le modèle adapté avec les plaques des moteurs de votre ligne ; vous pouvez aussi envoyer une liste groupée pour plusieurs entraînements. Pour d'autres sujets, écrivez-nous via la page de contact.