Les pompes et les vannes répondent aux exigences des processeurs pour des usines plus sûres et plus efficaces

Les vannes de contrôle de processus gèrent le débit des liquides.Photo gracieuseté de Burkert Fluid Control Systems.

La quête en constante évolution des transformateurs laitiers pour maximiser la sécurité et l'efficacité de l'usine propulse les pompes et les vannes vers le haut de la hiérarchie des équipements.

Les composants qui déplacent le produit et régulent le flux et la pression des systèmes d'exploitation deviennent de plus en plus vitaux et conduisent les fournisseurs à créer des conceptions plus fiables et efficaces, ce qui se traduit par un débit plus élevé, moins de temps d'arrêt du processeur et des produits plus sûrs.

En effet, les développeurs conçoivent des équipements qui répondent à des objectifs spécifiques des processeurs, tels que des économies d'énergie et d'eau, ou une maintenance facilitée. Cependant, les opérateurs qui cherchent à obtenir de tels avantages doivent tirer parti des sélections optimales pour leurs situations spécifiques.

"Les pompes et les vannes sont au cœur d'un système qui maintient tout en mouvement comme il se doit", déclare Chris Sinutko, directeur mondial de la gestion des produits pour la nutrition et la santé pour SPX Flow Inc., un fournisseur de pompes et de vannes basé à Charlotte, en Caroline du Nord. "Il est de la plus haute importance que la bonne sélection soit faite lors des conceptions."

Les transformateurs doivent baser leur sélection de pompe sur des facteurs tels que la viscosité du produit, la sensibilité, les débits, la température et la pression, déclare Randy Verges, ingénieur principal des applications pour Fristam Pumps USA, basé à Middleton, dans le Wisconsin.

La température et la pression sont également importantes lors de l'examen des vannes optimales, ainsi que des propriétés chimiques, déclare Sandra Schiller, responsable de l'automatisation des processus et de la gestion globale des produits, BU industrie, pour GF Piping Systems, un fournisseur de vannes basé à Schaffhouse, en Suisse.

Elle note, par exemple, que si les opérateurs utilisent généralement des vannes en acier inoxydable pour supporter les boucles de glycol et d'eau réfrigérée, le traitement et l'alimentation en eau DI et les vannes en plastique pour eaux usées sont souvent une option viable en raison des caractéristiques anticorrosion et légères des composants.

L'isolation des vannes peut se détériorer avec le temps en raison de la corrosion et de l'accumulation de glace, entraînant une inopérabilité, ajoute Angela Sampaio, responsable du développement commercial de GF Piping Systems, refroidissement - États-Unis.

"Les vannes en plastique sont une excellente alternative durable lorsque la pression et la température le permettent et que les utilisateurs sont confrontés à des produits chimiques agressifs", déclare Schiller.

Les transformateurs doivent rechercher des composants conçus pour une nettoyabilité maximale afin d'empêcher la croissance bactérienne et la contamination des produits tout en minimisant l'énergie et les déchets lors des opérations de nettoyage en place (NEP). Il est également important d'avoir des vannes plus faciles d'accès et de démontage pour le nettoyage lorsque les opérations CIP ne sont pas possibles, note Jochen Sprung, responsable des ventes et du développement commercial pour l'industrie alimentaire chez Coperion GmbH, un fournisseur de vannes basé à Stuttgart, en Allemagne.

Les systèmes CIP, cependant, peuvent économiser du temps et de l'argent et permettre aux transformateurs de réduire le risque de contamination externe en utilisant des composants qui peuvent être nettoyés sans avoir besoin de démontage, déclare-t-il. "La conception et l'exécution hygiéniques sont des facteurs clés lors de la sélection des vannes pour les applications laitières", déclare Sprung.

La qualité et le prix sont également des considérations importantes lors de l'analyse d'un équipement potentiel, déclare Shianna Gracyalny, associée aux ventes internes pour Koss Industrial Inc., un fournisseur de pompes et de vannes basé à Green Bay, dans le Wisconsin.

"L'option la moins chère n'est peut-être pas [réellement] la moins chère à long terme", déclare-t-elle, notant que les systèmes plus chers ont souvent des mises à niveau qui peuvent faire gagner du temps, de l'argent et des ressources telles que l'eau, l'énergie ou les produits. "Les technologies doivent être considérées comme un investissement, et au final, vous en avez pour votre argent", explique-t-elle.

Il est crucial, en attendant, que les conceptions soient spécifiques à l'application, déclare Sinutko de SPX Flow, notant, par exemple, que les composants doivent conserver la texture et le corps du produit lorsqu'ils supportent un produit laitier très visqueux et fragile tel que le yaourt.

"Les pompes et les vannes jouent un rôle essentiel dans le maintien d'une qualité constante du produit en contrôlant le débit et la pression du produit tout au long des opérations de traitement", a-t-il déclaré. "Chaque produit exige une sélection spécialisée de pompe et de vanne afin que les propriétés physicochimiques, la viscosité ou les produits chimiques ne soient pas altérés de manière défavorable pendant le traitement."

Les pompes et vannes que les transformateurs laitiers incorporent peuvent également varier en fonction des réglementations fédérales et étatiques régissant la sécurité alimentaire, l'assainissement et la protection de l'environnement, explique Sinutko.

« Il existe un large éventail d'applications pour les pompes à vide, de la traite des vaches aux produits d'emballage, et chacune a des exigences et des considérations différentes », note Lars Heckersbruch, directeur du développement commercial de Becker Pumps Corp, basée à Cuyahoga Falls, dans l'Ohio. « Au cours des dernières décennies, les processus de fabrication modernes et les améliorations techniques générales ont rendu les pompes plus robustes, efficaces et nécessitant moins d'entretien.

Les pompes à vide doivent fournir le niveau de vide et le débit de gaz nécessaires et être capables de gérer les vapeurs du procédé et l'environnement de fonctionnement, déclare VJ Gupta, responsable du marketing produit pour Busch LLC, un fournisseur de pompes à vide basé à Virginia Beach, en Virginie.

La conception optimale de la pompe à vide peut varier en fonction de l'utilisation de l'équipement, explique Gupta. Il note, par exemple, qu'une application d'évaporation ou de séchage où les vapeurs de processus sont pleines d'humidité ou d'eau excessive est mieux supportée par une pompe à vide à anneau liquide, alors qu'une pompe à vide efficace fonctionnant à sec pourrait être suffisante pour une application de formage sur une tour de fromage composée de niveaux d'humidité beaucoup plus faibles.

Les conceptions de pompes et de vannes, quant à elles, évoluent rapidement pour suivre l'évolution des besoins des opérateurs. "Alors que les transformateurs laitiers s'efforcent d'optimiser la qualité des produits et cherchent à extraire davantage de chaque unité mesurée de matière première, la demande sur les systèmes utilisés pour produire ces produits ne cesse d'augmenter", explique Jim Larsen, responsable du segment de terrain chez Burkert Fluid Control Systems, un fournisseur de pompes et de vannes basé à Huntersville, en Caroline du Nord. "Les paramètres du système sont surveillés de plus près, ce qui nécessite un équipement capable de réagir rapidement, avec précision et avec un haut degré de répétabilité."

Ces besoins incluent des composants capables de résister à des températures élevées, note Sinutko. Par exemple, la pasteurisation du lait peut nécessiter des systèmes pouvant fonctionner à plus de 212 degrés Fahrenheit pendant de longues périodes, ajoute-t-il.

En plus d'identifier et d'exploiter les composants les plus fonctionnels, les transformateurs sont souvent confrontés au défi de pouvoir accéder rapidement à l'équipement nécessaire à leurs situations spécifiques, explique Fristam Pumps' Verges. "Il peut être difficile de répondre rapidement aux nouvelles demandes car le processus de conception, puis les tests de prototypes et la mise en production peuvent facilement prendre un an ou plus", note-t-il.

Les tests sont cruciaux car de nouveaux processus sont en cours de développement où les exigences de débit et de pression dépassent ce qui est actuellement disponible dans la technologie des pompes sanitaires. Par conséquent, il existe un besoin continu d'augmenter la capacité de produire plus de lait quotidiennement, note Verges. "Nous le voyons dans la demande d'équipements pour répondre aux débits plus élevés dans les baies de réception, les pasteurisateurs et les équipements de filtration", déclare-t-il.

Étant donné que les délais d'obtention des pompes et des vannes peuvent être longs, Gracelyn de Koss Industrial suggère aux transformateurs de commencer à réfléchir à leurs besoins "le plus tôt possible" et d'avoir des plans de secours pour accéder aux composants cruciaux à court terme.

"Souvent, nous voyons des clients tendre la main juste avant qu'une pompe ou une valve ne soit sur sa dernière jambe et se retrouvent dans une situation difficile à essayer d'obtenir un remplacement sous la main ou sur commande", déclare-t-elle. "Se préparer à avoir une "pièce de rechange" ou penser à l'avance aux "et si" peut aider."

En effet, certains transformateurs créent des risques en utilisant une seule pompe à vide, explique Gupta. "Ce qui signifie que si la pompe est arrêtée pour maintenance ou autre, la machine ne peut pas fonctionner", note-t-il.

L'élimination ou le traitement de l'eau ou de l'huile de procédé usée peut constituer un autre obstacle opérationnel, déclare Busch's Gupta. Si tel est le cas, les opérateurs peuvent envisager de passer à une pompe à vide fonctionnant à sec pour résoudre le problème.

Pourtant, en plus d'incorporer des pompes et des vannes efficaces, les transformateurs doivent également s'assurer qu'ils ont mis en place les contrôles de processus pour maintenir l'efficacité et la qualité du produit, déclare Larsen de Burkert Fluid Control Systems.

Des systèmes de pointe peuvent rationaliser la consommation d'énergie et augmenter la productivité grâce à une surveillance et des contrôles améliorés qui fournissent des diagnostics en temps réel sur l'état des vannes afin d'éliminer les temps d'arrêt imprévus qui peuvent entraîner la perte de produit, déclare Sinutko de SPX Flow.

Les vannes intègrent également des capteurs de position qui fournissent aux utilisateurs des avertissements si les composants sont bloqués, déclare-t-il. Les paramètres d'utilisation de la vanne peuvent également être définis pour déclencher des alarmes une fois qu'ils ont atteint un certain nombre d'heures ou de cycles d'utilisation ou qu'ils deviennent plus lents à répondre.

« Ces signaux permettent un meilleur contrôle des processus, une maintenance proactive et moins de temps d'arrêt », explique Sinutko, ce qui, dans une usine laitière, peut entraîner une réduction des pertes de 1 % à 3 %, ce qui permet d'économiser des milliers de dollars par jour.

De plus, les vannes deviennent plus fonctionnelles en prenant en charge une plus grande collecte de données grâce à la rétroaction de position et aux capacités de surveillance à distance, déclare Schiller de GF Piping Systems, notant que ces éléments ouvrent la voie de la maintenance préventive à la maintenance prédictive.

"En raison de préoccupations spécifiques concernant la sécurité alimentaire, les options de conception peuvent également détecter des problèmes tels que la possibilité d'usure du métal ou de contaminants dans leur produit ou processus", ajoute Sprung. "Un contact involontaire entre le rotor de la vanne rotative et le boîtier peut se produire en raison de conditions de fonctionnement inappropriées, y compris des températures ou des pressions excessivement élevées ; des corps étrangers pénétrant dans la vanne rotative ; et des dommages aux roulements ou un montage ou un entretien inapproprié de la vanne."

Des technologies supplémentaires, telles que les variateurs de vitesse, créent également des systèmes de traitement plus efficaces en permettant aux pompes de fonctionner au débit et à la pression exacts requis pour l'application spécifique, déclare Sinutko.

"Le contrôle précis de la vapeur, du glycol, de l'air et d'autres fluides est la base de la fabrication de produits laitiers constants et de haute qualité", conclut Larsen de Burkert Fluid Control Systems.

"Les composants du système conçus pour une précision de contrôle, une réactivité, une longévité et une adaptabilité supérieures aux plates-formes d'automatisation actuelles offrent le niveau de contrôle et de fiabilité requis par les systèmes de processus hygiéniques d'aujourd'hui."

Richard Mitchell, rédacteur en chef