Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria de 15 T/H: de la formulation au conditionnement

Une entreprise d’engrais située au Nigeria prévoit de construire un projet de production d’engrais NPK d’une capacité de conception de 15 T/H. Cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria est destinée à répondre aux besoins de production de différentes formulations NPK.

Le client a déjà choisi l’urée, le DAP et le MOP comme principales matières premières. Il souhaite utiliser ses canaux d’approvisionnement existants pour produire différentes formulations de NPK et ajuster les recettes de production en fonction de la demande du marché local. Ligne de production d’engrais à base d’urée Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit donc pouvoir s’adapter à ces différentes exigences de production.

Les exigences du client ne concernent pas uniquement la construction d’une ligne de production d’engrais de 15 T/H. Comme plusieurs formulations devront être produites par la suite, le système de production doit disposer d’une capacité de dosage automatique stable, tout en garantissant un mélange homogène des différentes matières premières et en permettant un criblage, un transfert et un conditionnement continus du produit fini. Cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit donc être conçue autour des besoins réels de production.

Par conséquent, le projet se concentre principalement sur trois aspects :

• premièrement, mettre en place un système de traitement des matières premières capable de s’adapter à différentes formulations ;

• deuxièmement, assurer une bonne correspondance entre les différentes sections de la ligne afin que la capacité de conception de 15 T/H puisse être réellement atteinte ;

• troisièmement, prévoir suffisamment d’espace pour les opérations et la maintenance futures ainsi que pour les changements de formulation.

Cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit ainsi conserver une certaine flexibilité pour les évolutions futures.

Quels sont les besoins du client pour ce projet ?

Le client est une entreprise spécialisée dans les intrants agricoles qui prévoit d’augmenter sa capacité d’approvisionnement en engrais NPK. Pour cette entreprise, la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit répondre à la fois aux besoins actuels et aux futures évolutions du marché.

Au cours de la phase de planification du projet, le client a défini des exigences de production relativement précises :

• Capacité de conception : 15 T/H

• Principales matières premières : Urée, DAP, MOP

• Types de produits : plusieurs formulations d’engrais NPK

• Formats de sacs : 25 kg et 50 kg

• Mode de production : réduire autant que possible les interventions manuelles

• Exigences de production : dosage stable, mélange homogène et granulométrie relativement régulière du produit fini

• Exigences futures : possibilité d’ajuster les formulations en fonction de la demande du marché

Par rapport à une production limitée à une seule formulation, ce mode de production se distingue principalement par la diversité des produits à fabriquer. Cette caractéristique influence directement la conception de la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

Même pour un engrais NPK, les proportions d’urée, de DAP et de MOP ne sont pas toujours identiques selon le produit. Si la ligne ne peut fonctionner qu’avec une proportion fixe, le client sera limité lorsqu’il devra répondre à différentes commandes.

C’est pourquoi la possibilité de modifier les formulations doit être prise en compte dès la conception du projet, et non après l’installation des équipements. Pour une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria destinée à plusieurs formulations, cette flexibilité constitue donc un élément important de la conception de la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

Quels problèmes le client doit-il résoudre dans la production réelle ?

Le client ne s’intéresse pas uniquement au nombre d’équipements installés, mais surtout aux différents risques qui peuvent apparaître pendant la production en continu. Ces problèmes doivent être pris en compte avant la mise en place de la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

• Les proportions des différentes matières premières peuvent être très différentes.

Certaines matières premières représentent une faible proportion dans une formulation. Si leur alimentation n’est pas suffisamment stable, cela peut avoir une influence directe sur la constance de la formulation du produit fini. Dans une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria, la stabilité du dosage devient donc particulièrement importante.

• Une fois le dosage des matières terminé, il faut encore garantir une bonne homogénéité du mélange.

Même si le dosage en amont est précis, un mélange insuffisant peut toujours entraîner une répartition irrégulière des éléments nutritifs dans le produit fini. Le système de mélange de la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit donc être adapté aux caractéristiques physiques des matières.

• Le changement de formulation entraîne un risque de contamination croisée.

Lors du changement de produit, certaines matières peuvent rester à l’intérieur des équipements. Il faut donc prévoir une méthode de vidange et de nettoyage adaptée afin d’éviter que les résidus de la production précédente n’affectent la qualité du produit suivant.

• Prévenir les goulots d’étranglement de la ligne.

15 T/H correspond à une capacité de conception. Si les capacités des différentes sections ne sont pas correctement équilibrées, une étape peut devenir un point de blocage et réduire la production réelle de l’ensemble de la ligne. La Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit donc être conçue comme un système complet plutôt que comme une simple combinaison de machines.

Comment LANE détermine-t-elle la configuration de base de cette ligne de production de 15 T/H ?

L’ensemble de cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria est conçu sur la base des caractéristiques des matières premières, de la forme du produit fini et de l’objectif de capacité de 15 T/H, avec une organisation basée sur un flux continu des matières.

Pour ce projet, si l’urée, le DAP et le MOP sont déjà disponibles sous forme de granulés adaptés au mélange direct, le procédé principal est le suivant :

Urée + DAP + MOP → Stockage des matières premières → Dosage automatique → Transfert des matières → Mélange → Criblage → Transfert du produit fini → Stockage du produit fini → Conditionnement automatique

La présence du système de criblage ainsi que son type doivent être déterminés en fonction de la granulométrie des matières premières et des exigences concernant le produit final.

Si le client a des exigences plus élevées concernant l’uniformité de la granulométrie finale, la résistance des granulés ou la forme du produit, une étape de granulation ainsi que les équipements de traitement correspondants peuvent être ajoutés après le mélange :

Urée + DAP + MOP → Dosage automatique → Mélange → Granulation → Séchage/refroidissement → Criblage → Transfert du produit fini → Conditionnement

Par conséquent, la granulation, le séchage et le refroidissement ne constituent pas une configuration fixe pour toutes les Lignes de production d’engrais à base d’urée au Nigeria. Leur installation dépend des caractéristiques finales exigées pour le produit.

Pour ce projet, la conception adoptée est orientée vers le produit fini : les caractéristiques du produit que le client souhaite finalement commercialiser sont d’abord définies, puis le procédé et les équipements sont déterminés en conséquence, plutôt que d’appliquer une liste d’équipements standard. Cette méthode permet à la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria de mieux correspondre aux conditions réelles du projet.

Comment le dosage automatique est-il réalisé après l’entrée des matières premières dans la ligne ?

Le dosage automatique constitue l’une des principales sections en amont de toute Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

L’urée, le DAP et le MOP sont stockés séparément dans des trémies indépendantes. Le système de dosage mesure chaque matière première séparément et les alimente en continu selon la formulation définie.

Urée + DAP + MOP → Dosage individuel → Alimentation proportionnelle → Mélange

Lors de la production de différentes formulations NPK, il suffit de modifier les paramètres de proportion des matières premières dans le système, sans modifier la structure principale de la ligne. Cela permet de produire plusieurs formulations avec davantage de flexibilité.

Pour une production continue de 15 T/H, le dosage automatique permet de réduire les variations liées au pesage et au transfert manuels et d’assurer une alimentation plus stable de la section en amont. Cette configuration est particulièrement importante pour une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria produisant plusieurs grades.

En particulier, lorsque les proportions des différentes matières premières présentent des écarts importants, le choix des équipements d’alimentation doit être effectué en fonction de la plage réelle des formulations et ne peut pas simplement se baser sur la capacité totale de 15 T/H.

Comment garantir un mélange homogène des différentes matières premières ?

Après le dosage, les matières premières entrent dans le système de mélange.

Contrôle des proportions de dosage → Mélange et dispersion homogène

L’urée, le DAP et le MOP présentent des propriétés physiques différentes. Le mélangeur ne doit donc pas être sélectionné uniquement sur la base d’une capacité de 15 T/H. Il faut également prendre en compte :

• La fluidité des matières

• Le volume utile de mélange

• Le temps de séjour dans le mélangeur

• Le mode d’alimentation continue

Les différences de propriétés physiques entre les matières premières

Pour une production comportant plusieurs formulations, il faut également tenir compte des matières susceptibles de rester à l’intérieur de l’équipement et essayer de réduire les résidus de la formulation précédente.

Cela permet de maintenir une bonne homogénéité du mélange entre les différentes formulations et d’assurer une qualité régulière du produit. Pour cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria, la section de mélange doit donc être considérée avec le dosage et le transfert en amont.

Dans quels cas faut-il ajouter une étape de granulation et de traitement en aval ?

La granulation ne constitue pas une configuration obligatoire d’une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria. Elle doit être sélectionnée en fonction des exigences du produit final.

Si les granulés d’urée, de DAP et de MOP répondent déjà aux exigences de granulométrie, ils peuvent être directement traités selon le procédé suivant :

Dosage → Mélange → Criblage → Conditionnement

Cette méthode convient davantage à une production d’engrais granulaires obtenus principalement par mélange direct. Le procédé est relativement simple et permet également de réduire les étapes de traitement qui ne sont pas nécessaires.

Si le client exige une granulométrie plus régulière ou une résistance mécanique plus élevée des granulés, une unité de granulation peut être ajoutée, par exemple avec un granulateur à double rouleau.

Après l’ajout de la granulation, le procédé peut être modifié comme suit :

Matières mélangées → Granulation → Traitement en aval → Criblage

Si la température du produit granulé est relativement élevée après la granulation, ou si le produit final doit présenter une meilleure stabilité pendant le stockage, une étape de refroidissement peut être ajoutée en fonction du procédé réel. Si l’humidité générée pendant le processus de granulation doit être davantage réduite, un équipement de séchage approprié peut être configuré selon les caractéristiques des matières.

Ainsi, la configuration de la partie aval n’est pas une combinaison fixe d’équipements. Elle dépend de la forme finale du produit, de la granulométrie, de la résistance des granulés et des caractéristiques des matières premières. C’est également pourquoi la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria est conçue en fonction du produit réel.

Comment le système de criblage contrôle-t-il la granulométrie finale ?

Le système de criblage assure la classification granulométrique finale et constitue une étape importante du contrôle de la qualité du produit fini.

Après le mélange ou la granulation, les matières entrent dans le système de criblage :

• Granulés conformes → Système de produit fini

• Granulés trop gros → Retour pour retraitement

• Fines → Récupération et réutilisation selon le procédé

Le flux est le suivant :

Mélange/Granulation → Criblage → Granulés conformes → Transfert du produit fini

Pour les engrais granulaires obtenus par mélange direct, le criblage sert principalement à contrôler la plage granulométrique des matières premières et du produit après mélange. Pour les produits ayant subi une granulation, le criblage joue un rôle plus précis dans la classification des granulés.

En configurant correctement les mailles du crible, la capacité de traitement de l’équipement et les conduites de retour, il est possible de réduire la quantité de matières non conformes entrant dans la section de conditionnement et de maintenir un recyclage continu des matières. Cette conception permet à la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria de conserver un flux de matières plus stable.

Comment faire correspondre le transfert et le conditionnement du produit fini avec la capacité de production en amont ?

Les produits finis conformes après le criblage sont transportés par des équipements de transfert vers le silo de produit fini, puis vers l’unité de conditionnement automatique.

Selon la configuration de l’atelier, les équipements suivants peuvent être utilisés :

• Convoyeur à bande : adapté au transport horizontal sur de longues distances

• Élévateur à godets : adapté au levage des matières vers des niveaux plus élevés

• Silo de produit fini : utilisé pour le stockage temporaire du produit fini et pour assurer une alimentation stable

• Machine d’emballage automatique : réalise le conditionnement final selon le poids défini

Le système de conditionnement de ce projet permet de passer entre deux formats de sacs : 25 kg et 50 kg.

Pour une capacité de traitement de 15 T/H, si toute la production est conditionnée en sacs de 25 kg, la quantité théorique de conditionnement est d’environ 600 sacs/h ; avec des sacs de 50 kg, elle est d’environ 300 sacs/h.

Par conséquent, le choix de la machine d’emballage ne dépend pas uniquement de sa vitesse de conditionnement. Il doit également tenir compte du format des sacs, de la capacité du silo de produit fini et de la capacité d’alimentation continue en amont.

Le flux global des matières est le suivant :

Criblage conforme → Transfert du produit fini → Silo de produit fini → Conditionnement automatique → Sortie du produit fini

La section de conditionnement ne peut pas être déterminée indépendamment de l’ensemble de la ligne. Elle doit être conçue en tenant compte simultanément de la capacité du silo de produit fini, de la capacité des équipements de transfert et de la capacité de traitement de 15 T/H en amont. Cette coordination est essentielle dans une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

Si la capacité de conditionnement est inférieure à la capacité de production en amont, une accumulation du produit fini peut se produire. À l’inverse, si la capacité de conditionnement est trop élevée alors que l’alimentation en produit est insuffisante, la machine devra attendre l’arrivée du produit.

Il faut donc finalement parvenir à une bonne correspondance entre :

Capacité de production en amont → Stockage temporaire du produit fini → Capacité de transfert → Capacité de conditionnement

Ce n’est qu’en assurant une bonne coordination entre ces différentes sections que la capacité de 15 T/H peut être transformée en une production continue et stable. C’est l’un des principes essentiels de conception d’une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

Comment adapter cette ligne à une production à long terme ?

Certaines lignes de production présentes sur le marché accordent trop d’importance au nombre d’équipements et à la capacité théorique, en réduisant l’espace disponible afin de diminuer l’investissement initial. Après la mise en service, cela peut cependant entraîner un manque d’espace pour la maintenance, le nettoyage et les opérations, ce qui rend plus difficiles les interventions, le nettoyage des matières, le changement de formulation et peut augmenter la fréquence des arrêts.

C’est pourquoi LANE prend en compte les besoins de maintenance à long terme dès la phase de planification de cette ligne de 15 T/H. Cette approche est également appliquée à cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

L’ensemble de l’installation prévoit suffisamment d’espace pour les passages de maintenance et les opérations. Les sections principales de dosage, de transfert, de mélange et de criblage sont disposées de manière rationnelle afin de faciliter les inspections quotidiennes, l’entretien des équipements, le nettoyage des matières accumulées et la recherche des pannes.

En même temps, pour répondre aux besoins du client qui produit plusieurs formulations :

• Les trémies de matières premières facilitent le nettoyage et la maintenance

• Les circuits de transfert réduisent les résidus de matières

• La zone de produit fini facilite le nettoyage et le changement de formulation

• Les zones importantes en matière de poussières bénéficient d’une implantation optimisée du système de dépoussiérage

Grâce à ces dispositions, les résidus de matières peuvent être réduits lors du changement de formulation, tout en limitant les risques de contamination entre les différents lots. Elles permettent également d’améliorer l’environnement de production et de réduire l’accumulation de poussières susceptible d’affecter le fonctionnement des équipements sur le long terme.

LANE n’adopte pas une implantation basée sur une compression maximale de l’espace. La priorité est donnée à :

Production fluide + sécurité des opérations + facilité de maintenance

Dès la phase de planification de la ligne, cette approche permet de réduire les risques potentiels de panne lors de l’exploitation et de faire en sorte que les équipements soient non seulement capables d’entrer en production, mais également faciles à utiliser et à entretenir sur le long terme.

En plus des équipements, LANE fournit également un accompagnement complet pour l’installation, la mise en service et le service après-vente. Une équipe professionnelle peut assurer les conseils concernant l’implantation, la mise au point des équipements et la formation à la mise en production. Pendant la production ultérieure, LANE fournit également des conseils pour la maintenance des équipements, une assistance en cas de panne, un support pour les pièces de rechange et des services de mise à niveau technique.

Par conséquent, la capacité de fonctionnement à long terme de cette Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria ne dépend pas d’une seule machine, mais repose sur :

Optimisation de la conception + implantation adaptée aux opérateurs + conception facilitant le nettoyage + assistance après-vente à long terme

L’objectif final est de permettre à l’ensemble de la ligne de mieux répondre aux besoins d’une production continue sur le long terme, tout en maintenant une capacité stable et en réduisant les coûts de maintenance ainsi que les arrêts inutiles.

Pourquoi cette solution de production de NPK est-elle adaptée au marché nigérian ?

Le Nigeria dispose déjà d’un marché local de mélange d’engrais d’une certaine importance. Dans le cadre du PFI, plus de 90 unités de mélange NPK sont actuellement présentes dans le pays, avec une production de NPK mélangé estimée à environ 675 000 tonnes en 2023. Cela montre que le modèle local de mélange d’engrais a déjà été validé par le marché.

Tendance du marché : des formulations standard aux NPK personnalisés

Dans le passé, le marché nigérian utilisait principalement des formulations courantes telles que le 20-10-10. Cependant, avec l’attention croissante portée aux besoins en nutriments des différentes cultures et des différentes régions, le marché demande progressivement davantage de formulations personnalisées contenant du soufre, du zinc ou du bore, ainsi que des engrais spécialement conçus pour le maïs, le riz, le cacao et d’autres cultures.

Cela fait également évoluer les exigences auxquelles doit répondre une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria :

Besoins différents selon les cultures → Ajustement des proportions d’urée, de DAP et de MOP → Production de différentes formulations NPK

Ainsi, une ligne de mélange et de dosage automatique de 15 T/H permet à l’entreprise de changer plus facilement de produit sur une même installation et répond mieux à l’évolution future du marché. Pour cette raison, la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria doit conserver une certaine souplesse de formulation.

Matières premières et coûts : profiter de l’approvisionnement local en urée

Le Nigeria dispose d’une base d’approvisionnement relativement solide en urée, tandis que le DAP et le MOP dépendent encore principalement des importations. Dans un contexte de fluctuations des taux de change et des prix internationaux des engrais, les entreprises doivent accorder davantage d’importance au coût des matières premières et à la flexibilité des achats.

Une solution de mélange à base d’urée permet d’utiliser l’urée disponible localement, puis de déterminer les quantités de DAP et de MOP en fonction des éléments nutritifs recherchés. Cela permet de répondre aux exigences de formulation tout en offrant davantage de flexibilité dans l’approvisionnement en matières premières.

Investissement et rentabilité : l’essentiel est la marge par tonne de produit

L’investissement nécessaire pour une ligne de mélange de 15 T/H dépend généralement de la configuration du dosage, du mélange, du transfert, du stockage, du criblage, du conditionnement et du niveau d’automatisation choisi.

La rentabilité du projet dépend principalement de :

Coût des matières premières → Coût de production par tonne → Prix de vente du NPK → Marge par tonne → Production annuelle

Par conséquent, le retour sur investissement réel doit être calculé à partir de la formulation spécifique du client, des prix d’achat des matières premières, de la configuration des équipements et des prix du marché local, plutôt que d’utiliser simplement un taux de rentabilité fixe.

Dans l’ensemble, cette solution permet de combiner la disponibilité locale de l’urée au Nigeria, la demande pour plusieurs formulations et l’évolution du marché NPK, tout en offrant à l’entreprise davantage de flexibilité pour développer de nouveaux engrais et étendre ses activités sur le marché ouest-africain. Cette flexibilité constitue également un avantage pour une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria destinée à évoluer avec le marché.

Comment cette ligne de production peut-elle évoluer si le client souhaite augmenter sa capacité à l’avenir ?

Le présent projet est conçu pour 15 T/H, mais la ligne peut également être étudiée pour une extension future en fonction de la marge disponible sur les équipements et des conditions du bâtiment. La méthode d’extension dépend principalement de l’endroit où se situe le goulot d’étranglement. Cette possibilité d’extension doit être prise en compte dès la conception de la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria.

Section de dosage : pour augmenter la capacité tout en conservant les mêmes proportions, il faut d’abord vérifier la plage de réglage et la capacité réelle des doseurs. Si la proportion d’une matière première augmente fortement, un dispositif de dosage de plus grande capacité peut être nécessaire. La capacité des trémies doit également être réévaluée en fonction des futurs besoins en matières premières.

Section de mélange : il faut recalculer la capacité réelle de traitement du mélangeur ainsi que son volume utile et son cycle de fonctionnement. Si l’équipement actuel ne peut plus couvrir la nouvelle capacité, il est possible de remplacer le mélangeur par un modèle de plus grande capacité ou d’ajouter des équipements fonctionnant en parallèle.

Section de granulation : si un procédé de granulation est ajouté à l’avenir, il faut recalculer la capacité réelle du granulateur existant. Si l’équipement dispose encore d’une marge suffisante, une augmentation du débit d’alimentation peut permettre d’augmenter partiellement la capacité. Si cette marge est insuffisante, un équipement de plus grande capacité devra être envisagé.

Section de transfert : il faut vérifier si la charge des convoyeurs reste dans une plage de fonctionnement sûre. Avec l’augmentation de la capacité, la capacité de transport, la puissance du moteur et la distance de transfert doivent également être réévaluées afin d’éviter les surcharges.

Section de conditionnement : si le goulot d’étranglement se situe au niveau de l’emballage, il est possible d’ajouter une deuxième ligne de conditionnement ou de moderniser le système existant. Par rapport à une modification importante des sections en amont, l’extension du conditionnement est généralement plus flexible.

Ainsi, augmenter la capacité ne signifie pas simplement remplacer une machine par un modèle « plus grand ». Il faut d’abord identifier le goulot d’étranglement réel, puis renforcer uniquement la section qui présente une capacité insuffisante, tandis que les autres équipements peuvent continuer à fonctionner.

Conclusion : de quoi cette ligne de production NPK de 15 T/H a-t-elle réellement besoin ?

Pour cette entreprise nigériane, la construction d’une Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria de 15 T/H ne consiste pas simplement à choisir des équipements capables d’atteindre une certaine capacité. Le véritable enjeu est d’assurer une bonne correspondance entre l’ensemble du système de production.

Depuis l’arrivée de l’urée, du DAP et du MOP dans le système de stockage des matières premières jusqu’au dosage automatique, au mélange, au traitement granulométrique et au criblage lorsque cela est nécessaire, puis au transfert du produit fini et au conditionnement final, chaque étape doit être conçue en fonction des besoins du produit du client.

Si le client ne produit qu’une seule formulation fixe, le système peut être relativement simple. Si plusieurs produits NPK doivent être fabriqués, la flexibilité du dosage, la méthode de changement de formulation et la continuité du flux de matières entre les équipements deviennent beaucoup plus importantes.

De même, la granulation, le séchage et le refroidissement ne doivent pas être considérés comme des procédés fixes. Leur nécessité doit être déterminée en fonction de la granulométrie, de la résistance des granulés, de l’humidité et des exigences de stockage du produit final.

Par conséquent, une solution de production NPK raisonnable doit d’abord répondre à la question « que faut-il produire ? », puis déterminer « quel procédé est nécessaire ? », et enfin « quels équipements faut-il choisir ? ».

Pour les entreprises d’engrais au Nigeria, cette méthode de conception basée sur les produits, les formulations et les conditions réelles de production permet à la Ligne de production d’engrais à base d’urée au Nigeria de répondre non seulement aux besoins actuels de 15 T/H, mais également de conserver une certaine flexibilité pour augmenter la gamme de produits et ajuster la capacité de production à l’avenir.