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16 -

PRIX

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N°76

Équipements industriels de traitement des matières premières liquides, pâteuses et visqueuses

FOCUS TECHNIQUE

APPLICATION

La mesure par ultrasons présentée par Krohne

Agitation • Mélange

DOSSIER

lejournaldesfl uides.com

LA PAROLE À

Installation de pompes Mouvex dans une brasserie Heineken

Zoom sur les formations du Training Center de KSB

3N°76 octobre - novembre 2016 LE JOURNAL DES FLUIDES

SoMMaIre

46 Fusion : Sulzer Pompes France change d’identité en fusionnant avec la maison mère.

4 Info produits10 Robinetterie : KSB complète sa gamme de vannes

en acier moulé Ecoline GT, qui n’était jusqu’ici pro-posée qu’en version bridée.

Transfert : Vogelsang faci-lite la maintenance de ses pompes à lobes rotatifs et à rotor excentré des séries IQ et CC avec une meilleure accessibilité et un remplacement aisé des pièces.

52 parution/Web

53 agenda

45 Info entreprises 18 Dosage : pour pallier aux pannes mécaniques et aux fuites entraînant de nombreuses interventions de maintenance sur les pompes à engrenages, l’une des brasseries Heineken, située aux Pays-Bas, s’est équipée de pompes à piston excentré Mouvex.

20 Supervision : Smart Solutions, fi liale du groupe Suez, a inauguré dans les Yvelines son outil de monitoring centralisé des infrastructures, le Smart Operation Center.

21 Mesure : le fabricant de pâte à papier, Fibre Excel-lence, utilise les solutions Flexim pour mesurer le débit de liqueur noire.

22 Mesure : Magnetrol a apporté son expertise pour surveiller le stockage de produits chimiques d’une nouvelle centrale électrique à cycle combiné.

24 Transfert : Watson Marlow a équipé de pompes péristaltiques Bredel l’entreprise Farécla afi n de pomper des produits extrême-ment abrasifs.

18 Solutions en entreprise

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KSB : Béatrice Quertain, responsable de service, nous présente les formations proposées par le Trai-ning Center de KSB.

44 profluid Actualités de la profession des équipements fl ui-

diques.

42 la parole à

prochain numéro - n° 77

Décembre 2016-Janvier 2017

- Dossier : Spécial matérielsStockage - Transport - Transfert - Traitement - Sécurité - Environnement - Mesure - Contrôle - Conditionnement

26 Info produits

36 Solutions en entrepriseInstallation : après l’incendie de son site de pro-duction, le fabricant de produits d’hygiène et

26 DossieragItatIon & MÉlange

14 Focus technique14 Mesure & Contrôle : Christian

Jay, responsable marketing et produits débitmètres à ultrasons chez Krohne, nous présente à travers les débitmètres de la série Optisonic les technologies ultra-soniques utilisées par Krohne.

48 Pollutec : le rendez-vous de l’innovation environne-mentale ouvrira ses portes à Lyon du 29 novembre au 2 décembre prochain.

50 Vrac Tech Expo : le salon uniquement dédié au vrac liquide et solide complète les SEPEM Industries.

48 Info salons

d’entretien Copak a rééquipé son installation avec des produits fournis par Joffe Agitateurs.

38 Focus technique Microbiologie : La socié-

té Ekato a développé un nouveau système d’agitation pour obte-nir une fermentation industrielle optimale.

19N°76 octobre - novembre 2016 LE JOURNAL DES FLUIDES

Solutions en entreprise

Elles ont également l’avantage d’être facilement nettoyable et nécessitent peu de maintenance. Leur vidange intégrale est possible et elles sont conformes aux principes EHEDG – consortium regroupant les fabricants d’installations, des instituts de recherche ainsi que des organes de santé publique pour la pro-motion de l’hygiène en production et en conception – imposés dans le cahier des charges.

Les avantages fonctionnels

Les pompes SLS de Mouvex peuvent offrir de nombreux avantages car elles sont sans joints mécaniques, ni entraîne-ment magnétique. Elles se caractérisent en effet par une conception exclusive sans garnitures, à piston et à cylindre entraînés par un arbre excentrique pro-tégé par un double soufflet en acier inoxydable, garant de la longévité et de la sécurité du produit. En raison de leur herméticité, et de leur possibilité de marche à sec, les pompes Mouvex peuvent générer un fort vide à l’aspira-tion et une forte compression d’air au refoulement. Cela permet de procéder à l’auto-amorçage et de récupérer un maximum de produit dans les tuyau-teries, assurant ainsi l’optimisation de la récupération de produit, une réduc-tion des pertes et une amélioration de la capacité de production. Le principe de fonctionnement du piston excentré assure des débits constants, sans à-coups et précis sur une longue période, ce qui est crucial pour les opérations de dosage. Celui-ci permet également d’obtenir une faible vitesse de cisaillement.Le choix des pompes Mouvex a été fait en considérant un autre maillon de la chaîne de fabrication : le dosage du houblon dans la bière. C’est le houblon qui confère à la bière son amertume et son goût, et alors qu’il présente une faible viscosité et est facile à pomper,

il devient très collant s’il est exposé à l’air. C’est pourquoi la pompe SLS, qui repose sur un principe de fonction-nement sans garnitures et étanche, est parfaitement adaptée à cette application.

Adopter une solution durable

Selon Rini Von Son, les pompes Mouvex « se nettoient facilement, nécessitant beaucoup moins de maintenance ». Le fait que la pompe puisse vidanger les tuyauteries est particulièrement impor-tant pour Heineken, dans la mesure où le brasseur accorde une grande impor-tance à la qualité du produit et à la durabilité des procédés de production. Avec les pompes SLS, le procédé de nettoyage lui-même est plus facile et plus agréable. L’ingénieur explique que « pendant le nettoyage en place, l’eau de rinçage passe du côté aspiration de la pompe, qui ne tourne pas, puis elle est vidangée et tout est parfaitement propre. Quand on nettoie une pompe à engrenages, elle doit tourner très vite pour générer un débit suffisant dans les conduites et les nettoyer, ce qu’elle a du mal à faire ».

L’ambition d’être une brasserie « verte »

Les pompes SLS de Mouvex ont séduit l’ingénieur Rini Van Son car le principe de fonctionnement du piston excentré est très peu énergivore, ce qui permet de diminuer les coûts d’électricité et d’amé-liorer la rentabilité. Il explique d’ailleurs que « nous avons l’ambition d’être une brasserie « verte », beaucoup plus éco-logique que nous ne le sommes actuelle-ment. Il est donc important de faire des économies d’énergie. Si la pompe coûte quelques euros de plus, ce n’est pas un problème si elle permet d’économiser de l’énergie et des ressources. À nos yeux, c’est important ».

En adoptant les pompes de la série SLS de Mouvex, Rini van Son a désor-mais la certitude que les bières produites sont conformes aux standards de goûts et de qualité exigés par Heineken.

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DE MELANGE

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38 LE JOURNAL DES FLUIDES octobre - novembre 2016 N°76

Les procédés de fermentation permettent de générer des composants tels qu’enzymes, principes actifs pharmaceutiques, acides aminés ou vitamines en

tant que produits du métabolisme de différents micro-orga-nismes. Pour améliorer la productivité de ces processus, il est impératif de fournir à ces micro-organismes l’oxygène et les éléments nutritifs en quantité suffisante et constante. De plus, les sous-produits du métabolisme, comme le dioxyde de carbone, doivent être évacués, et des conditions idéales de température et d´acidité doivent être maintenues. Pour réaliser des économies d’échelle, on a recours à des installations de plus en plus volumineuses. L’homogénéité des paramètres biologiques et le dégagement de chaleur du fermenteur acquièrent alors une importance sans cesse plus grande. Pour évacuer la chaleur métabolique des micro-organismes, le fermenteur doit en règle générale être équipé d’échangeurs de chaleur tubulaires internes nécessaires au refroidissement.

Inconvénients des systèmes de turbines à disques

Dans le système de turbines à disques à plusieurs étages utilisé traditionnellement dans le fermenteur industriel, on assiste à une formation « compartimentée », selon laquelle surviennent des défauts d’homogénéité considérables, notamment pour ce qui est de la concentration en oxygène dissous, de la valeur du pH ou de la répartition des éléments nutritifs, ce qui a des répercussions négatives sur la produc-tivité. Le second inconvénient est la forte baisse de puis-sance hydraulique de la turbine à disques sous aération. Le moteur doit être dimensionné en fonction de la puissance nécessaire dans le cas d’une utilisation sans aération, ce qui génère des dispositifs de sécurité mécanique inutiles et par conséquent des coûts. L’autre solution consiste à prévoir un variateur de fréquence ou un moteur à changement de pola-

MICROBIOLOgIE

Un système d’agitation innovant pour une fermentation industrielle optimale

Dans les installations de fermentation, on utilise généralement des turbines à disques à plusieurs étages pour l’agitation des liquides. Ce procédé établi a cependant quelques inconvénients. Afin de limiter la perte de produits à très haute valeur ajoutée, la société Ekato a développé un tout nouveau système, offrant à la microbiologie industrielle de nombreux avantages en termes de techniques de procédés. Présentation par Klaus gezork, directeur de projet ingénierie des applications chez Ekato, et Werner Himmelsbach, directeur recherche, développement et ingénierie.

Dossier / agitation - mélangeFo

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Les agitateurs concaves PhaseJet et CombiJet présen-tent un comportement en fonctionnement très stable comparé à un système de turbines à disques.

Agitateur PhaseJet d’Ekato.

Agitateur CombiJet d’Ekato.

40 LE JOURNAL DES FLUIDES octobre - novembre 2016 N°76

Dossier / agitation - mélangeFo

cus

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rité. À vitesse constante, la puissance absorbée se modifie lorsque les débits d’air changent pendant la durée du batch. Par conséquent, un dimensionnement optimal est difficile. Aussi, quand les débits d’air augmentent, on assiste rapide-ment, avec les turbines à disques, à ce que l’on appelle un point d’engorgement, au-delà duquel l’air n’est plus entiè-rement dispersé. Celui-ci monte alors le long de l’arbre en bulles relativement grandes, ce qui peut provoquer une ali-mentation insuffisante en oxygène des micro-organismes.

La solution développée par Ekato

Compte tenu des inconvénients générés par les systèmes d’agitation traditionnels, Ekato a développé une nouvelle solution à partir de ses mobiles d’agitation PhaseJet et CombiJet déjà existants. Ces inconvénients peuvent être réduits au minimum en utilisant un mobile d’agitation primaire à action radiale, le PhaseJet, combiné à un mobile d’agitation secondaire à action axiale. En raison de la très faible perte de puissance sous aération, l’agitateur peut, dans de nombreux cas, être conçu avec une vitesse constante même lors de débits d’air variables : un avantage indéniable en termes de coûts d’investissement. Le CombiJet, compa-rativement à la turbine à disques, génère des composantes

d’écoulement axiales considérablement supérieures, ce qui permet d’augmenter sensiblement l’homogénéité et par conséquent la productivité des micro-organismes. La limite d’engorgement du PhaseJet est atteinte avec des débits d’air bien supérieurs. Par rapport à la turbine à disques, il offre donc aussi un potentiel d’extension des capacités, en instal-lation neuves ou déjà existantes.

Préserver la sécurité de fonctionnement

Le fermenteur est composé d’un réacteur, d’un agitateur et d’éléments intégrés tels que les chicanes, l’échangeur de chaleur et les dispositifs d’injection de gaz. Lors de la conception du fermenteur, il est impératif de ne pas sous-estimer les sollicitations mécaniques. Les conséquences financières de dommages portent certes sur les réparations et les remplacements de pièces, mais la perte de produit et les coûts d’un arrêt de la production peuvent s’avérer plus considérables encore. Seule une vision d’ensemble garantit le fonctionnement sûr d’un système d’agitation. Celle-ci commence par la détermination des forces hydrauliques dynamiques sur les mobiles et les arbres d’agitation, ainsi que sur tous les éléments intégrés. En se basant sur des données de vitesses d’écoulement locales, il est aussi pos-sible d’estimer les fréquences d’excitation sur tous les com-posants. Ces informations sont alors introduites dans les analyses des éléments finis et les analyses modales, et per-mettent d’obtenir des données sur les tensions locales dans toutes les pièces critiques et sur leurs fréquences propres. On en déduit les détails de design nécessaires, dernière étape du procédé. La fourniture d’agitateurs et de réacteurs par un fournisseur unique épargne à l’ingénieur en charge de l’installation la coordination des interfaces. Mais plus encore, c’est la seule garantie afin que les contraintes de production et les solutions de design qui en découlent aboutissent à une installation à des coûts abordables et au fonctionnement sûr.

Le système d’agitation proposé par Ekato, avec le PhaseJet en tant que mélangeur primaire et trois Com-biJet.

Les lignes d’écou-lement montrent le bon mélange axial, même dans des réacteurs allon-gés, offrant aux micro-organismes des conditions opti-males.

La construction d’un faisceau de tubes (à gauche) et le modèle informatique numérique avec résultat de l’analyse des éléments finis (à droite). Les couleurs de l’exemple montrent des déformations locales.