EFFICACITE ENERGETIQUE- Processus de Fabrication de Sucre [La Cosumar]

Chapitre 2

[ EFFICACITE EFFICACITE ENERGETIQUE, ENJEUX ET PERSPECTIVES ] PERSPECTIVES ]

1.1. Introduction Le sucre, un produit de première nécessité, est subventionné au Maroc. Après la révision des prix des produits pétroliers et la farine nationale de blé tendre (FNBT), c'est aujourd'hui, la réflexion sur la structure des prix du sucre se fait en interne de la caisse de compensation afin de mieux maîtriser la chaîne d'un produit de grande consommation et permettre à l'Etat de rationaliser ses dépenses. Rappelons qu'en février 2009, la révision appliquée aux produits pétroliers a permis à l'Etat de gagner plus de 1MMDH. Certainement, les négociations avec les opérateurs, principalement la COSUMAR, ne vont pas tarder à commencer. Un produit devenu très cher, 1en l'espace d'une année(2010), son prix a évolué de plus de 180%. La tonne de sucre est négociée à 770 $ sur les marchés internationaux des matières premières. Face à cette nouvelle situation, COSUMAR doit planifier de nouvelles stratégies pour garder sa position. Une méthode clé est la réduction des coûts de l’énergie tout en conservant ses avantages est de l'utiliser de manière plus efficace. Effectivement, aucune organisation, quelle que soit sa taille, ne peut se permettre de négliger, de nos jours, l'amélioration des résultats et de sa position concurrentielle qui peut être réalisé à partir de la rationalisation de l’utilisation de l'énergie. Par ailleurs, l’énergie est un vecteur important d’une économie moderne. Il est un

ingrédient essentiel dans presque tous les biens et services, mais son utilisation exige lourds financiers, environnementaux, les coûts de sécurité etc. Une grande attention est accordée aux efforts pour produire suffisamment d’électricité

par le gouvernement et les individus pour servir son consommateur, mais peu est fait pour vérifier que la quantité d’énergie actuellement produite est utilisée efficacement.

1

Source : http://www.bigbrother.ma/2010/06/comment-le-prix-du-sucre-explose-le.html

Le saviez-vous ? 





Plus de 8% de l’énergie électrique est perdu en raison de la conception de votre installation! C'est, en plus de l'énergie gaspillée. L'électricité est la forme la plus co ûteuse de l'énergie disponible - environ 8 fois le c oût de charbon et six fois le coût du gaz - ce carburant coûteux doit être utilisé à bon escient! Utilisation de moteurs à haut rendement, pourrait avoir des économies importantes sur l'ensemble de sa durée de vie. L’énergie est perdue sur tous les câbles. Une utilisation de la taille réglementaire minimum veut est équivalent à plus de pertes et plus de de surchauffe en cours d'exécution. En utilisant de plus grandes tailles on peut peut économiser de l ’énergie ’énergie et minimiser les coûts sur la durée de vie l'installation - l'énergie économisée vaut plusieurs fois le coût légèrement plus élevé de câbles plus gros. Source : “Electrical Energy Efficiency” by Vin Callcut, David Chapman, Martin Heathcote and Ri chard chard Parr.



Projet de fin d’étude 2012-ENSEM

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Chapitre 2


COSUMAR qui dispose de sa propre centrale thermique de production de l’électricité se

voit amener à maintenir une meilleure efficacité dans leur utilisation de l'électricité en raison. Un objectif à la fois économique, marketing, et a un aspect écologique. En effet, Depuis le siècle dernier, on assiste à une augmentation sans précédent des températures qui influe sur les équilibres écologiques. Le phénomène de l’effet de serre présent dans l’atmosphère de certains gaz, comme le méthane et le gaz carbonique, ca rbonique, qui “piègent” le rayonnement infrarouge émis par la terre. Si le méthane a une courte durée de vie dans l’atmosphère, le second y demeure pendant plus d’un siècle . De ce point il est indispensable de suivre de près et la production, et la consommation, et l’émission des gaz à effet de serre. D’où la nécessité d’un audit énergétique que nous allons mener au sein de cette entreprise. Ce rapport vous fournit les informations sur la consommation de l’énergie électrique dans votre installation, il détaille aussi les premières prestations d’économie d’énergie où l’argent peut être sauvé en effectuant des améliorations sur les équipements électrique. Tout au long du rapport, il y’a des études détaillées qui démontrent clairement l'approche du premier coût d’économie.

1.2. Comment identifier les opportunités d’économie d’énergie ? L’indentification des opportunités d’économie d’énergie doit être effectué d’une manière systématique afin qu’elle peut démontrer que les initiatives proposées sont

celles les plus avantageuses. Lors de la planification de nouvelles installations d’importantes occasions se

acile à présenteront où le coût marginal de l’équipement à haut rendement sera f acile déterminer, la durée de vie sera la plus longue et il n’y aura pas de différence, ou peu, dans les coûts d’installation. Dans plusieurs situations, l’installation d’équipements plus

modernes sera plus bénéfique que le remplacement des équipements avant la fin de sa durée de vie normale ceci sera justifié par les économies réalisées sur le coût d’exploitation. L'expérience acquise par le suivi de la performance de la nouvelle installation et la comparaison avec l’ancienne fournira des données utiles. Une surveillance attentive et systématique sera nécessaire pour identifier les opportunités d'économie d'énergie.

http://www.republicoftogo.com/Toutes-lesrubriques/Finances/Les-proj rubriques/Fi nances/Les-projets-de-la-BAD ets-de-la-BAD-et-de-la-BM-et-de-la-BMa-la-loupe


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Chapitre 2


Il est essentiel que les besoins énergétiques et les coûts de tous les aspects de l'entreprise seront bien comprises, de telle sorte que les zones de plus grande déchets, ainsi que l’équipement le plus énergétivore peuvent être détectés et traités. Des solutions pour une situation peuvent être appliquées à des zones similaires. Les dossiers complets doivent être entretenus de façon à ce que les économies peuvent être démontrées, que les possibilités identifiées précédemment peuvent être révisées au cas où les coûts plus l’ingénierie des solutions changent. Une approche organisée aidera à m ontrer que la gestion des meilleurs investissements est sélectionnée pour la poursuite des travaux.

1.3. Pourquoi les initiatives de réduction des coûts, par économie de l’énergie, prennent une faible priorité ? Généralement, les entreprises donnent moins de priorité à la réduction des coûts, par économies d'énergie, qu'ils ne le font à des initiatives d'affaires. Sur long terme, nous pouvons montrer que les dépenses sur les économies d'énergie si normalement classés en tant que plan capital, plutôt que les revenus sur les dépenses -classées comme dépenses discrétionnaires dans la plupart des entreprise- relatives au maintien de l'activité actuelle. En d'autres termes, il est supposé que le défaut de faire l'investissement n'aura pas d'incidence sur la capacité de l'entreprise à exercer ses activités commerciales actuelles. L’expansion de l'entreprise est généralement une priorité élevée, mais le mieux est d’en tirer plus de profite de l'entreprise existante. Ainsi, la priorité devrait être accordée à l'optimisation du chiffre d'affaires des activités existantes, indépendamment de l'utilisation à laquelle le capital accumulé sera finalement mis. Les initiatives d'économie d'énergie permettent de réduire les coûts d'exploitation et donc d'accroître les recettes disponibles pour l'investissement qui méritent une très grande priorité. Les pratiques comptables normales mesurent les transferts réels de l'argent dans et hors de l'entreprise et permettent de mesurer les performances des différentes parties de l'entreprise. Ils ne permettent pas de mesurer directement des économies, et ainsi de ne pas fournir les informations nécessaires comme des preuves de la performance des anciens ou actuels initiatives réduction des coûts. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles l'investissement dans l'efficacité énergétique est difficile à justifier. La solution est de maintenir un budget de rendement du capital. Souvent, les justifications financières sont concernées par une période de temps relativement court, tandis que les coûts-avantages s'accumulent sur une période beaucoup plus longue - plusieurs décennies pour certains gros équipements électriques.


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Il en résulte une sous-estimation du rendement de l'investissement et une proposition tout à fait valable de rejet.

1.4. Comment peut-on surmonter cette faible priorité ? Chaque organisation peut identifier de nombreux potentiels d’économie qui

nécessite des investissements plus que ce qu'elle a comme capital à investir, pour cela une évaluation attentive est nécessaire pour bien prendre des décisions. Cette situation est généralement décrite un «excès d'opportunité». Cette dernière comme un «manque de capitaux», tandis est la description la plus appropriée pour qu'il est plus correctement décrit comme un gestionnaire d'énergie. Le niveau des investissements requis pour les initiatives d'efficacité énergétique est relativement faible comparée à celle nécessaire pour d'autres fins commerciales, de sorte que le manque de capital n’empêche pas ces investissements. D'autres projets peuvent avoir des rendements plus mesurables, de sorte que leur justification est simple, avant, pendant et après l'achèvement. l' achèvement. Ceci ne peut pas être généralisé pour toute initiative initiativ e d'efficacité énergétique vu qu’il y’a souvent très peu de mesures à la disposition pour justifier les économies réclamées. En d’autres termes, les potentielles économies seront souvent basées sur le calcul et incluront un certain nombre d'hypothèses. Outres, Il peut être difficile de convaincre la haute direction que les hypothèses et les calculs sont valables et que les coûts futurs peuvent être surveillés avec une précision suffisante pour justifier la décision d'investissement. Il est très important que les propositions sont faites au niveau le plus approprié approprié de la direction de l’organisation. D’autre

part,

les

gestionnaires

de

l'énergie doivent s'attendre et nous prévoyons que certaines de leurs initiatives seront rejetées, et il faut donc s'assurer que le meilleur des cas possible est toujours présenté. Il faudra pour cela qu'un bon système de surveillance des coûts énergétiques est en place, que les lacunes dans l'usine actuelle sont identifiées et mesurées, et qu'ils ont mis en place un système de suivi des économies d'énergie futures.

1.5. Description du procédé de la fabrication de production : 1.5.1. Procédés du raffinage du sucre :

Le sucre brut constitue la matière première de la raffinerie, il est stocké dans des grands magasins «silo» dont la capacité est de 72000 tonnes.


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Ce sont trois silos dont deux de capacité de 60 000 tonnes et un de 12 000 tonnes où il est pesé à l’entrée par pont bascule pour les camions et passe par deux servo -balances de 200 T/h. Un aimant est installé pour éliminer les métaux ferreux, et un tamis vibreur pour isoler les grosses impuretés. Après stockage de sucre brut ce dernier est transporté vers le circuit de fabrication à l’aide de 33 trappes situées au dessous de chaque silo qui font verser le sucre brut dans des convoyeurs qui le transportent vers l’affinage.

La puissance électrique absorbée à ce niveau est de 130KW, les bandes transportent le sucre vers la phase de l’épuration 24h/24, les convoyeurs sont alimentés à travers le

transformateur TR8.

Figure 1 : Matière première, première, le sucre brut

1.5.2. Epuration : La phase de l’épuration regroupe six étapes qui sont : l’empattage, la fonte, le turbinage,

la carbonatation, le filtrage et la décoloration. Pendant la phase de l’épuration Les équipements électriques alimentés par le transformateur TR8, ne cessent de fonctionner que durant le mois d’Août, le reste de l’année ils fonctionnent 24h/24, la puissance électrique absorbée est st de de 882,8KW

1.5.3. Empattage : L’empattage permet de ramollir la gangue (les impuretés extérieures) de sirop

entourant le sucre brut. Il consiste à mélanger une quantité d’égout d’empattage (sir op issu du turbinage) et de sucre brut pour obtenir un magma appelé « masse cuite d’empattage » de BRIX2

compris entre 89 et 92, à une température de 40 à 45°C et un pH compris entre 7 et 7.5 à fin d’empêcher la fermentation ainsi que l’inversion de sa ccharose en glucose.

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Quantité de la matière sèche par 100g du produit déterminée par un Brix mètre. Projet de fin d’étude 2012-ENSEM

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Au cours de cette opération, les «non sucre», contenues dans la gangue à une concentration supérieure à celle de l’égout d’empattage; vo nt être diffusés dans cet égout. L’empattage se fait dans des empâteurs sous forme fo rme d’auges munis d’un système d’agitation (pâles pour homogénéiser le mélange) tournant à une vitesse de 2tr/min, constitués d’une double enveloppe dans laquelle circule de l’e au chaude, ils possèdent une alimentation en sirop régulée en fonction du débit de sucre brut entrant dans les appareils. Ensuite la masse cuite d’empattage d’empatt age est envoyées à l’aide des pompes volumétriques soit aux turbines dans le cas de sucre de coloration>800 soit directement aux fondoirs dans le cas de sucre de coloration<800. A ce niveau, la température est un facteur très important, elle permet de réduire la viscosité permettant ainsi d’accélérer la diffusion des non sucre, et facilitant le pompage de la masse cuite vers l’étape suivante. Cependant, cette température ne doit pas être trop élevée pour ne pas convertir le saccharose en glucose et fructose. Ce mélange sera transporté par un circuit de pompage vers les fondoirs. 1.5.4. Fonte :

La fonte consiste à mélanger et à chauffer d’avantage la masse cuite, en utilisant la vapeur au niveau des échangeurs à une température de 58°C (elle varie selon la consigne) pour obtenir à la sortie une commune à un certain BRIX (quantité de matière sèche dans 100g de solution).

Figure 2 : les fondoirs

Il existe 3 fondoirs en série, le mélange est agité, pompé vers les échangeurs à vapeur, puis vers l’autre fondoir. On obtient à la sortie des fondoirs de la commune. commune. 1.5.5. Turbinage : Le turbinage consiste à séparer l’égout des cristaux afin d’obtenir du sucre qui va être

fondu par la suite. Les turbines utilisées à la COSUMAR sont des centrifugeuses essoreuses discontinues BMA de marque allemande.


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Figure 3 : Photo d'une turbine

Elles sont au nombre de 6 ayant chacune une charge maximale de 1500 kg, un diamètre de paniers de 1600mm et tournant à une vitesse maximale de 1200 tr/min . La turbine est constituée de plusieurs sous-ensembles et éléments dont un organe moteur situé à la partie supérieure, commandant un arbre vertical qui porte un panier. Ce dernier est conçu pour recevoir la masse cuite d’empattage. L’essorage de la masse empâtée permet de séparer les cristaux de sucre de l’égout qui passe à trav ers la toile de la turbine. Après, les cristaux seront laver par de l’eau sucrée pour éliminer le sirop qui reste, cette opération est appelée : le clairçage. Le cycle de turbinage se caractérise par une succession d’opération permettant une

séparation de la phase liquide (égout) et la phase solide (sucre affiné). Il comprend 6 étapes : Phase de chargement : Elle se fait automatiquement en déversant la masse cuite dans le panier, sa vitesse à ce niveau est de 240Tr/min. 

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Phase d’accélération : La turbine augmente de vitesse jusqu’à une vitesse maximale de 1200Tr/min, permettant donc d’éliminer le maximum d’égout (égout pauvre : contenant la grande partie d’impuretés) à travers les pores du panier, c’est l’étape d’essorage. Phase de clairçage : Une fois l ’essorage terminée, il reste une fine pellicule d’égout adhérent à la surface des cristaux, elle sera éliminer par un clairçage : lavage des cristaux par pulvérisation d’eau. L’eau t raverse le sucre contenu dans la centrifugeuse et dissout la couche d’égou t adhérent pour former un égout riche, (l’eau dissout une petite couche de sucre pur des cristaux, il a donc une pureté plus élevée c’est pourquoi on l’appelle égout riche contrairement à l’égout

pauvre) qui est chassé hors de la centrifuge.


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Une partie d’égout issue du turbinage est recyclée pour l’empattage du sucre brut, l’autre partie est envoyée vers une station de cristallisation pour en extraire le saccharose, c’est le travail des bas produits.   

Phase de La décélération. Phase déchargement : de sucre essoré à une vitesse de 160 tr/min. Le lavage des des paniers.

Vitesse tr/min 3

2

1

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6

Figure 4 : Cycle de turbinage turbinage

1.5.6. Carbonatation Avant de passer à la carbonatation, la préparation du Ca(OH)2 s’effectue en mélangeant du CaO avec de l’eau selon la réaction chimique suivante :        

Cette opération est nommée chaulage. Le schéma ci-dessous illustre le déroulement de cette phase, le circuit en rouge c’es t pour dire «Sirop», et le noir pour le CO2.


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Figure 5 : Illustration de la phase de carbonatation

La carbonatation se fait dans une série de 3 chaudières d’une capacité totale de 1047 hl.

Le sirop entre du bas de la chaudière à une T=70°C et un débit de 135 m3/h et sort du haut de la 3éme chaudières à une T= 90°C et un pH de 8,5 à8, 7. Les 3 chaudières sont alimentées en continu par un gaz qui doit contenir au moins 13% de C02 (avec des proportions différentes) il est maximum dans la 1ere chaudière car c’est là où s’effectue 75% de la carbonatation, le rôle du gaz c’est de former un précipité de car bonate bonate de calcium qui permet d’absorber les colorants, suivant les réactions :               

Ainsi le précipité formé CaCO3 , absorbe les matières colorantes et précipite les sels minéraux, ainsi il joue le rôle d’adjuvant de filtration. 1.5.7. Filtration Après la carbonatation vient après l’étape de séparation du sirop du précipité. La commune carbonatée est envoyée vers un bac munit d’un agitateur, qui empêche la

précipitation de boue, puis pompée vers un échangeur de chaleur qui augmente sa température à 85°C, afin de diminuer sa viscosité et de faciliter sa filtration. A sa sortie de l’échangeur, elle rejoint l’un des six filtres DIASTARD GAUDFRIN .


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Figure 6 : les filtres DIASTARD DIASTARD GAUDFRIN

A l’intérieur de chacun de ces filtres il y a 80 plateaux habillés d’une toile filtrante

synthétique. Le carbonate de calcium se dépose sur la toile en une couche qui sert ellemême de pré couche pour arrêter toutes les particules en suspension et ne laisse filtrer que le sirop, grâce à la différence de pression entre l’intérieur des filtres (4bar = Constante) et la sortie des poches de filtration, le sirop filtré est acheminé vers le collecteur extérieur, et déversé dans un bac de stockage. Ce sirop est appelé commune filtrée, de pureté d’environ 99%. Au bout d’un certain temps les toiles sont colmatées, le filtre est donc arrêté pour être

nettoyé par soufflage de vapeur à 0.5 bar, et par la même occasion changer les éventuelles toiles déchirées (durée de vie moyenne d’une toile 6 mois). La boue est récupérée dans un bac munit d’un agitateur, et comme elle contient une quantité de sucre elle sera mélangée à l’eau pour diminuer sa viscosité puis filtré sur des filtres à coton pour en extraire le maximum du sucre sous forme d’eau sucrée, et éjecter la boue des sucrée. 1.5.8. Décoloration

La station de décoloration sur résine comporte trois colonnes échangeuses (Anioniques fortes). Leur travail se fait d’une manière continue, pendant que deux

colonnes sont en phase de production t de filtration, la troisième est en régénération ou en attente. Chaque colonne est divisée en deux compartiment, chaque compartiment contient deux types de résines : une résine anionique forte et une autre inerte, qui sert à éviter le blocage des crépins par la résine anionique. L’alimentation des colonnes en sirop se fait du bas vers le haut. Pendant la phase de décoloration, la résine se charge en matières colorantes et en anions divers, elle se sature au cours du temps. Il est nécessaire d’extraire les impuretés ainsi retenus, pour cela, on fait une régénération

à contre-courant, on commence par une régénération acide avec de l’acide chlorhydrique (HCl) mélangé avec avec du chlorure de sodium sodium (NaCl), puis puis on fait rinçage suivi d’une d’une régénération basique à l’aide d’hydroxyd e de sodium (NaOH) pour éliminer des impuretés organiques retenues sur résine. Projet de fin d’étude 2012-ENSEM

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Cycle de décoloration d’une colonne : 



Production : La décoloration se fait par le passage du sirop à travers deux

colonnes, il est dit « pré décoloré » après le passage dans la première colonne, ce traitement primaire du sirop correspond à la phase de production, enfin de la quelle, la résine est saturée, il faut donc la régénérer. Régénération : Durant la phase de décoloration, la résine se change en matières colorants et en divers anions, elle se sature au cours du temps et la coloration du produit traité augmente, c’est pour cela qu’il est nécessaire d’extraire les

impuretés ainsi retenues. Lors de la régénération, une solution saturée de chlorure de sodium basique permet de retirer les matières colorantes qui ont été captées par les résines au contact avec le produit final. 

Un rinçage en fin de la phase élimine l’excédent en saumure de régénération. Finition : La résine r ésine fraîchement régénérée rég énérée va servir à effectuer la décoloration finale d’un sirop pré décoloré issue d’une colonne en phase de production.

1.5.9. Evaporation Après décoloration sur résine, le sirop obtenu appelé « raffinade », a une pureté d’environ 99,5% et un BRIX de 60 à 65.Cette « raffinade » sera concentrée par élimination d’une partie de son eau. La vapeur qui circule à 125°C, à travers des faisceaux tubulaires, cède sa chaleur latente par conduction à la « raffinade », l’eau est ainsi évaporée et la vapeur condensée. Cette évaporation se fait sous vide partiel pour abaisser le point d’ébullition de la « raffinade » et éviter la caramélisation du sucre. La raffinade concentrée sort de l’évaporateur avec un BRIX compris entre 70 et 75. Cette opération se fait dans des Corps d’Evaporation à Flot Tombant (CEFT). Ces derniers sont alimentés par la vapeur parvenue du bouilleur, c’est un appareil producteur de la vapeur, il est alimenté par la vapeur d’échappement issue des turbo – alternateurs.

Les transformateurs TR6 et TR7 alimentent les équipements électriques électri ques de cette zone, et de même fonctionnent 24h/24 durant toute l’année sauf le mois d’aout, la puissance

électrique absorbée est de 807,16kw. 1.5.10.

Cristallisation

La cristallisation est une opération qui permet la formation de maximum de cristaux à partir de la « raffinade » concentrée, elle ell e se fait dans des Cuites et elle permet d’enlever une grande partie d’eau, et d’extraire le saccharose. Le chauffage d’un sirop à haute température dégrade le sirop et provoque sa coloration.

Pour éviter ces inconvénients, il est important de cuire les solutions sucrées à la température la plus basse possible, en faisant des cuites sous vide afin d’abaisser le point


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d’ébullition de la solution dans les appareils à cuire, le sirop évaporé passe d’une

solution sous saturée à une solution saturée, puis à une solution sursaturée. La réalisation de cette étape nécessite les opérations suivantes : 





niveau. Départ du cycle : Le bac avant cuite doit être à 90% de niveau. Pied de cuite : L’alimentation des cuites en sirop se fait par le bas, de façon à couvrir le faisceau tubulaire. La cuite reçoit une quantité du sirop jusqu’à atteindre 25% de niveau de la cuite, puis il y a démarrage de l’agitation à une

grande vitesse tandis que la vanne de vapeur est à 10%. Concentration: Après confection du pied de cuite sous vide, le sirop d’alimentation est dans l’appareil entièrement. Il est concentré jusqu’à atteindre



la sursaturation à une température donnée, renfermant plus de la quantité maximale de sucre dissout tout en évitant la formation de faux grains. Grainage: Le grainage favorise la formation des grains. On procède à un ensemencement, avec des cristaux finement broyés dans de l’alcool ( éthanol éthanol ou isopropanol), de la masse cuite. C’est à dire on introduit un un nombre connu de



germes pour obtenir en fin de cuisson le nombre correspondant correspondant de cristaux, le BRIX est égal à 83.4. Montée de la cuite : Après ensemencement, on alimente en « raffinade » concentrée, l’appareil à cuire progressivement tout en maintenant la

sursaturation constante. Les cristaux grossissent, on obtient un mélange des cristaux et d’eau mère.

Figure 7 : Appareil à cuire 

Serrage de la cuite: Le serrage se fait par fermeture de la vanne d’alimentation

en sirop à 94 de BRIX, mais les vannes du vide, et de la vapeur restent ouvertes pour évaporer le sirop. On arrête l’alimentation après l’obtention d’un volume final. On augmente la concentration jusqu’à atteindre un certain BRIX par évaporation d’eau. La cuisson se fait sous vide de 500 à 600 mm Hg à

température constante 80 à 82 °C. À la fin de cette phase, la teneur en cristaux est élevée à l’ordre de 50 à 60%. Le cuiseur contrôle la granulatio n de la masse pendant la cuisson à l’aide d’une d’une loupe.


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


Coulée et malaxage: A la fin du serrage, la masse cuite est coulée vers un malaxeur horizontal qui va l’agiter un certain temps et cela afin de compléter la formation des cristaux et de pousser l’épuisement de l’eau mère.

Figure 8 : regard de la cuite

La phase de la cristallisation s’effectue dans une zone nommée nommée la STG2 , elle est

alimentée en électricité par 3 transformateurs TR11 , TR12 et TR13. Les armoires électriques sont dotés de compteurs de classe 1, qui permettent de faire des relevés de puissance absorbe, de facteur de puissance …la puissance absorbée est de 2461,07 kW, et fonctionne 337jours/an.


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1.5.11.


Séchage et refroidissement refroidissement

Le séchage du sucre humide s’effectue à l’aide de l’air ambiant, qui sera chauffé par la vapeur, ce qui éliminera les gouttelettes d’eau dans dans le sucre humide.

1.5.12.

Fabrication du sucre granulé

Le sucre blanc est transporté par des convoyeurs pour être ensaché dans des sacs de 50 Kg et les sacs en polyéthylène de 2 Kg. 1.5.13.

Fabrication des lingots et morceaux

Le sucre lingots et morceaux est confectionné à partir de la « raffinade » et du sirop 1 obtenu pendant le turbinage turbinage du pain dans l’usine pain turbiné turbiné et le suçage du pain coulé, il est récupéré dans des bacs de stockage pour être pompé vers les cuites. La masse cuite formée, elle est coulée à un BRIX de 90.6 à 90°C dans un malaxeur. Cette masse cuite est distribuée par un ragot dans quatre turbines. Le clairçage se fait avec de l’eau froide, afin d’éviter la dissolution du saccharose. Le sucre issu du turbinage va passer par un sécheur pour diminuer son pourcentage d’humidité ensuite il va être refroidi et transporté vers un tamis pour séparer la granulométrie. Les grains de taille entre 0.3 et 0.7 mm sont envoyés vers le conditionnement des lingots et morceaux Les grains de taille inférieure à 0.3mm et supérieure à 0.7 mm mm sont acheminés vers le secteur de granulé, en plus d’une partie qui n’est pas tamisée afin d’augmenter le rendement du granulé, pour être ensaché dans des sacs de 50 kg et des sachets de 2 kg. Le sucre des lingots et morceaux est humidifié de pour faciliter le moulage, qui se fait dans des moules sous formes de gros et de petits morceaux, puis envoyer vers un sécheur après démoulage, et enfin le sucre lingots et morceaux est empaqueté dans des boites d’un kilo, puis dans des fardeaux de de 5kg. Il faut signaler qu’il y a quatre machines Chambon :

Trois Chambon 1DM, dont la capacité journalière est de 50 tonnes. Un Cham bon 3DM, d’une capacité de 100 100 tonnes. Les Chambon sont des machines achetées clé en main d’une firme franco -japonaise. Elles produisent des boites d’un kilogramme de deux produits : Morceaux et lingots. Ces boites sont constituées de trois couches (étages) chacune. Pour les morceaux, chaque couche est constituée de quatre rangées de quinze morceaux. Par contre pour les lingots, chaque couche est constituée de douze morceaux.

 


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1.5.14.

1.5.14.1.

Fabrication des Pains Pack et Pains turbinés Pains Pack

Après le moulage, les pains sont séchés dans des fours à microondes (2 fours), transportés par des convoyeurs pour être séchés naturellement, puis refroidis par un système de ventilateurs, et guidés vers la phase de l’emballage.

1.5.14.2.

Pains turbinés

L’usine assure une production du pain de sucre par turbinage, la séparation des

cristaux de leur eau mère se fait par des turbines, par la force centrifuge. Les appareils à cuire du pain turbiné sont coulés les unes derrières les autres dans un mixeur d’une capacité de 230 hl. Ce dernier alimente directement deux doseurs rotatifs, chacun pouvant remplir six formes à la fois. Les formes à pains qui sont métalliques arrivent sous ces doseurs rangés dans des wagons, chacun contient six formes disposées en dix rangés, chaque station possède une capacité de remplissage de 15200 formes à l’heure. Toutes les formes possèdent à leur sommet un trou de 5.5 mm de diamètre, et reposent sur des pointes fixées au wagon, le trou de chaque forme se trouve ainsi bouché par la pointe correspondante, ce qui empêche l’écoulement de l’égout mère. Les wagons sont envoyés dans un empli chaud, et un empli froid pour réaliser l’épuisement de l’égout mère, et la masse mass e cuite se trouve à la sortie à 42°C. transformateur TR9, elle absorbe absorbe 600KW. L’usine des pains turbinés alimentée par le transformateur

1.1.1.1.1.

Turbinage

A la sortie de l’empli froid, les wagons de formes pleines sont dirigés sur deux batteries

de turbines à pains, chacune se compose de 14 turbines, chaque turbine pouvant recevoir 150 formes dans les alvéoles. L’essorage est fait en discontinu au cours duquel le sirop contenu dans les formes s’échappe par le trou de sommet de la forme : c’est le sirop qui s’ajoute à la « raffinade » concentrée pour être cristallisé. Lorsque le cycle est terminé et tur biné, biné, et la turbine arrêtée, l’évacuation des formes essorées se fait par gravité.

Chaque turbine parmi les 28, consomme à peu près pr ès 110 KW. On constate à ce niveau un taux de distorsion harmonique (THD%) du courant élevé, qui varie entre 23% et 34%, dû à l’existence des variateurs de vitesse.

1.1.1.1.2.

Sciage

Les pains essorés sont lochés sur un disque métallique d’où il y a séparation des pains et de la forme en éliminant les pains qui n’ont pas été très bien turbinés (pains humides),


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Chapitre 2

ainsi que les pains cassés. Après, les pains bons sont envoyés vers une station de sciage, où s’effectue-la mise au poids en sciant en rondelle la base des pains.

La puissance électrique absorbée est de 100 KW. KW. 1.1.1.1.3.

Etuvage

Les pains sciés sont chargés sur des wagons pouvant contenir 250 pains chacun et envoyés dans des étuves de séchage où chaque pain perd en moyenne 35g. A la sortie des étuves, les wagons de pains sciés et secs sont dirigés vers le chantier de mise au poids et d’emballage.

Figure 9 : l'étuvage

La puissance électrique absorbée est de 54 KW. 1.1.1.1.4.

Emballage

Les pains sciés secs sont déchargés sur deux bandes parallèles. Ainsi au poids, poids, ils sont emballés puis mis dans des cartons de 12 pains ensuite envoyés aux magasins d’expédition.

1.5.15.

Procédé du raffinage du sucre schématisé

Le schéma suivant illustre le procédé de fabrication en tenant compte des vecteurs énergétiques utilisés :


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Chapitre 2


Figure 10 : Procédés commun1


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Chapitre 2


Figure 11 : Procédés commun 2

Figure 12 : Procédés commun 3


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Chapitre 2


Figure 13 : Procédés de la fabrication fabrication du granulé

Figure 14 : Procédés de la fabrication des lingots et morceaux


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Chapitre 2


Figure 15 : Procédés de la fabrication fabrication des pains

1.5.16.

Système de suivi de la consommation énergétique énergétique actuel

On constate que l’usine dispose d’un service de suivi des consommations générales, cependant, nous remarquons l’absence d’un suivi des consommations par secteur (poste), ce sont des agents qui qui font le tour de l’usine et notent les valeurs

affichées au niveau des compteurs et les regroupent dans un tableau Excel. 1.5.16.1.

Système de suivi de la consommation électrique

On trouve des compteurs aux secondaires des transformateurs qui alimentent les différents secteurs de type MICOM, qui affiche la valeur du courant. Pour la zone STG2, on trouve autres types de compteurs SIMEINS, qui affiche le facteur de puissance, la puissance active, réactive, appelée et consommée. 1.5.16.2.

Système de suivi suivi de la consommation consommation de l’air comprimé comprimé

Les compresseurs disposent d’un compteur qui affiche la pression, les heures de

fonctionnement en charge et à vide. 1.5.16.3.

Système de suivi de la consommation du fioul

Un débitmètre qui permet de conclure la quantité du fioul consommée par les chaudières. 1.5.16.4.

Système de suivi de la consommation de la vapeur

A ce niveau, les écrans de supervision permettent de savoir le débit de la vapeur dans le secteur de la STG2, il est nécessaire de faire recours à des formules de la thermodynamique afin de conclure la quantité de vapeur consommée en tonne. Projet de fin d’étude 2012-ENSEM

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Chapitre 2


Les agents passent par un autre chemin, celui d’adopter la valeur de la vapeur produite

par la chaudière qui affiche cette donnée. 1.5.16.5.

Système de suivi du froid

Nous avons juste le débit comme donnée. On résume ceci par l’absence d’un système performant de suivi de la consommation,

notamment électrique. Ce qui nous force à opter pour la méthode de la mesure de la puissance absorbée afi n d’établir le profil de la consommation électrique de la COSUMAR. (Voir la partie du diagnostic détaillé).


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EFFICACITE ENERGETIQUE- Processus de Fabrication de Sucre [La Cosumar]

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