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SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 1 Introduction générale « Valider un

SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 1 Introduction générale « Valider un procédé de nettoyage, c’est démontrer de manière scientifique et documentée, que les différentes étapes de ce procédé permettent d’obtenir dans des conditions préétablies une surface ne comportant pas de contamination résiduelle supérieure à une limite préalablement fixée, ceci de manière reproductible » Commission SFSTP, Validation du nettoyage, 1996 La maîtrise des procédés de fabrication dans l’industrie agro-alimentaire exige une rigueur croissante à fin d’assurer la pureté des produits. Ainsi Le nettoyage occupe une position clé dans la lutte contre les risques de contamination qui peuvent être chimiques ou microbiologiques. Il est, par conséquent, garant de la qualité du produit fabriqué. Il est primordial pour l’entreprise d’optimiser ses propres procédés de nettoyage, et ce aussi bien au niveau de la formulation des procédures que dans leurs applications. En effet, tout procédé de nettoyage non maîtrisé entraîne inévitablement une augmentation des coûts de production. Ainsi, la procédure de nettoyage doit être formulée de manière rationnelle afin de permettre non seulement de maîtriser la qualité du produit fini, mais également de mieux connaître les équipements et d’anticiper les éventuels problèmes pouvant subvenir. La Société des Emballages Aluminium Boissons Gazeuse est sollicité à ce type de procédure qui est assurée actuellement d’une manière manuelle. Afin de faciliter cette tâche, elle m’a confié la réalisation du projet d’automatisation de la procédure de nettoyage en place employée au niveau du système de production des boissons alcoolisées. L’objectif de mon projet de fin d’étude est la création d’un processus automatisée qui tient compte des paramètres capitaux du nettoyage en place à savoir : la concentration, la pression, le temps de contact et la température, ayant pour but de garantir une bonne qualité du produit fini, ainsi qu’une bonne gestion de la consommation de l’eau et des détergents et de préserver l’environnement de l’entreprise. SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 2 Ce rapport est composé de quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous décrivons la procédure de nettoyage en ligne à automatiser, son application actuelle et les éventuelles améliorations à effectuer ainsi que la présentation technique du processus de production étudié. Puis, dans le deuxième chapitre, nous commençons par présenter un modèle graphique ordonnançant les différents cycles du NEP et permettant la gestion des modes de marche et arrêt, à savoir les « Grafcets » et le guide graphique de gestion des modes de marche et d’arrêt « Gemma ». Ensuite, nous déterminons des approximations des paramètres du régulateur de température à programmer en utilisant une modélisation d’un échangeur thermique. Le troisième chapitre, fait l’objet de la description et la validation du programme réalisé avec STEP7. Enfin, le quatrième chapitre est consacré à la conception et l’implémentation d’une application-pupitre permettant le suivi et la commande de la procédure de nettoyage. SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 3 Présentation de la société SEABG • S.E.A.B.G : La Société des Emballages Aluminium et Boissons Gazeuses. • Elle appartient au groupe S.F.B.T (Société de Frigorifique et Brasserie de Tunis) • Siège social et bureaux : Bab Saadoun – Tunis Tel : 71 896 447 • Usine : Zone Industrielle 8040. Bouargoub. Tunisie • Tél : 72 259 632 / 72 259 257 Télex : 15 432 Téléfax : 72 259 688 • P.D.G : M.MOHAMED BOUSBIA • Date de crèation: 1987 • Capital : 27 500 000 DT • Registre de commerce : 52516 • Matricule Fiscale : 30142.F.A.M.000 • Activités : - Mise en boite des bières (Celtia,…) - Mise en boite des boissons gazeux (Coca-Cola, Fanta, Sprite, Boga…) - Fabrication des jus (Miami, Plus, Rea….) • Effectifs : 160 personnes (ingénieurs, techniciens, ouvriers) • Capacité de production : - Ligne SASIB1 : 32 000 boites / heure - Ligne SASIB2 : 52000 boites / heure - Ligne jus: 6000 U/h – 7500 U/h SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 4 Chapitre I : Nettoyage en Place SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 5 Introduction De nos jours, l’entreprise est confrontée à des multiples problèmes dont notamment la bonne pratique des opérations de nettoyage en place, l’évacuation des déchets toxiques et leur impact sur l’environnement. Ce chapitre contient des éléments de réponse à ces problèmes. Nous commençons par définir le terme « nettoyage en place » puis nous décortiquons la centrale de nettoyage en place actuelle, pour aboutir à la fin à une description de l’installation de nettoyage en place que nous proposons. 1.1. Le nettoyage en place (NEP) 1.1.1. Qu’est ce qu’une NEP ? Nettoyage en place (NEP), ou encore Cleaning In Place (CIP) est un terme utilisé dans les industries alimentaires et pharmaceutiques qui signifie, comme le nom l’indique, que les équipements peuvent être nettoyés sans devoir être démontés ou mobilisés. Les systèmes NEP offrent un nettoyage rapide, efficace et fiable pour tous les types de processus des entreprises. 1.1.2. Pourquoi le nettoyage ? Selon l’AFNOR (Norme 50-109), « le nettoyage est une opération qui consiste à éliminer, dans une surface donnée, toute souillure visible ou invisible pouvant s’y trouvée. » Les opérations de nettoyage ont pour objectif d’éliminer de manière efficace tout traces de souillures ou contaminations. Les souillures peuvent être d’origine chimiques, particulaires ou microbiologiques. La nature des souillures va directement paramétrer le nettoyage aussi bien au niveau du détergent utilisé ainsi que la manière technique selon laquelle le nettoyage est réalisé. D’une manière générale, on peut noter que : - Plus la souillure est petite, plus la surface à nettoyer sera forte. SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 6 - Plus le délai d’intervention après la production est important, plus la souillure est difficile à éliminer. - La rugosité (partie saillante de la surface inégale) du matériel a un impact important sur la réalisation du nettoyage. L’état final du matériel après nettoyage est directement lié à la nature de la souillure, à la nature du détergent utilisé, à la configuration du matériel, ainsi qu’à la manière dont le nettoyage est réalisé. 1.1.3. Mécanisme de nettoyage La détergence met en oeuvre un processus physicochimique selon lequel les salissures ou souillures sont détachées de leur substrat ou support et mises en solution ou dispersion. Ainsi un détergent est un composé chimique, qui, associé à des facteurs physiques (temps, température, action mécanique) permet de débarrasser une surface de sa souillure. Cela engendre l’apparition de trois interfaces (Figure 1): • Surface – souillure • Souillure – détergent • Détergent – surface Ainsi il co-existe dans tout nettoyage : • Une phase solide correspondant à la surface souillée • Une phase liquide ou solide correspondant à la souillure • Une phase liquide correspondant à la solution de nettoyage A chaque interface des forces assurent l’adhérence au système. La souillure doit donc passer d’un état condensé ou aggloméré à la surface du matériel, à un état dispersé dans la solution de rinçage ou nettoyage. SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 7 Figure 1: Mécanisme d'élimination des souillures [1] Ainsi le mécanisme de nettoyage peut être décomposé en trois grandes étapes. Cependant, en réalité ces différentes étapes ne se succèdent pas mais subsistent ensemble. 1.1.4. Paramétrage de la procédure de nettoyage Les paramètres de la procédure de nettoyage sont également des facteurs importants influant sur l’efficacité du nettoyage donc sur sa durée. Quatre paramètres sont à considérer lors de la mise en oeuvre d’une procédure de nettoyage. Ces paramètres sont déterminés par la nature de la souillure ainsi que la nature et l’état du matériel sur lequel la souillure adhère. En effet, une fois la souillure et le matériel sont soigneusement identifiés, le détergent adéquat est sélectionné, le paramétrage du processus de nettoyage en découle. Tout fois, on est amené à les modifier selon l’apparition d’un nouveau type de salissure ou d’une évolution technique de l’un de ces facteurs (détergents). Ces paramètres sont : • Le temps durant lequel le nettoyage est effectué. Les réactions chimiques aboutissant au nettoyage ne sont jamais instantanées. Rappelons que la quantité de nettoyage de la souillure résiduelle est fonction du temps. La durée de la phase de nettoyage au détergent doit être calculée avec soin pour obtenir l’effet nettoyant optimal. On devra prendre en compte simultanément le prix du détergent, le coût de l’électricité, du chauffage, de l’eau et de la main-d’oeuvre. Il ne suffit pas de rincer un système de tuyauteries à l’aide d’une solution détergente. Le détergent doit circuler suffisamment longtemps pour dissoudre les souillures. Ainsi le temps nécessaire dépend de l’épaisseur des dépôts et de la température de la solution détergente. SEABG Automatisation d’une centrale C.I.P 8 • La température : Comme toute réaction chimique, une augmentation de la température a pour conséquence une augmentation de la vitesse de réaction (loi d’Arrhenius). L’élévation de la température a également un rôle dans l’abaissement de la tension superficielle, la solubilisation des graisses, la diminution de leur viscosité et l’augmentation de la turbulence (agitation désordonnée) qui atteint son maximum à l’ébullition. • L’action mécanique : Cette action permet d’augmenter et de faciliter le contact entre les impuretés et la solution détergente. Cette action mécanique peut être provoquée par l’augmentation de la uploads/Industriel/ nettoyage-en-place.pdf