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Traitement et distribution des eaux municipales

Badger Meter rehausse le rendement des pompes dans un grand établissement de transformation de la volaille

Usine de transformation alimentaire

Besoin de mesures précises du débit pour prévenir les problèmes avec les pompes à grand débit

Les débitmètres à ultrasons Dynasonics® faisant appel à la mesure par temps de transit améliorent le rendement et la fiabilité des pompes à grand débit

Toutes les usines de transformation alimentaire possèdent des exigences strictes en matière de nettoyage. Le personnel de l'usine doit disposer d'un grand débit d'eau pour des applications comme le nettoyage et l'assainissement, le contrôle des odeurs et le dépoussiérage.

La plupart des usines de transformation modernes utilisent un système central de nettoyage à haute pression, qui permet à plusieurs opérateurs de nettoyer plus rapidement qu'un système à faible pression. Dans le cas des applications liées à l'eau, cette approche améliore l'efficacité en permettant aux opérateurs de réaliser leurs tâches en utilisant moins d'eau et de produits chimiques, ce qui entraîne des économies.

Les pompes à haute pression sont un élément crucial des systèmes d'eau des usines. Les pompes doivent fonctionner en permanence dans le respect des spécifications du fabricant afin de garantir un rendement et une fiabilité supérieurs et de réduire les coûts liés à leur cycle de vie à long terme.

Exigences d'exploitation de l'usine

Les usines de transformation alimentaire trouvent des façons de préserver l'eau et l'énergie en modifiant leurs systèmes actuels ou en déployant de nouvelles technologies. Certaines ont ajouté des pompes ou opté pour des pompes à plus grande capacité pour leur système d'eau, et cet équipement fonctionne à plein débit et à pression élevée lorsqu'il est en activité.

Une grande usine de transformation de la volaille du sud-est des États-Unis utilisait des pompes à grand débit dans ses installations. Peu de temps après l'installation, l'intérieur d'une des unités a été endommagé par une mauvaise manipulation. La pompe a eu un débit trop faible pendant une période prolongée alors que le moteur tournait à plein régime. Bien que l'installation comprenne une petite conduite de dérivation, le fonctionnement de la pompe à faible débit a provoqué une recirculation interne et une accumulation de chaleur subséquente, ce qui a entraîné une défaillance complète. 

Le transformateur de volaille a dû payer une facture de 8 500 $ pour la réparation de la pompe à haute pression endommagée, dont le remplacement aurait coûté environ 23 000 $.

Importance de la mesure du débit

Les entreprises de l'industrie alimentaire ne peuvent pas se permettre de prendre des risques avec des pompes à grand débit et d'autres équipements de circulation coûteux. Dans le présent cas, le transformateur de volaille a essayé plusieurs approches pour protéger ses pompes des conditions de faible débit. L'une d'entre elles consistait à installer des capteurs de pression et à utiliser les relevés de ces dispositifs comme entrée pour les commandes des pompes. Cette méthode s'est avérée problématique, suite à quoi il a fallu trouver une autre solution.

Comme la pression de sortie de la pompe à grand débit était assez élevée avec des températures chaudes, un débitmètre à ultrasons à pinces a été envisagé comme solution de rechange à un compteur en ligne traditionnel, la dernière option nécessitant un arrêt du système et des coûts d'installation élevés. Pour sa part, le débitmètre à ultrasons à pinces pouvait être installé alors que la pompe était en marche. 

Les débitmètres à ultrasons utilisant la technique du temps de transit mesurent le débit en diffusant des vagues d'ultrasons dans les canalisations remplies de liquide et en mesurant le temps écoulé avant qu'elles ne soient reçues à un autre point de la conduite. Grâce à la technologie à pinces, l'installation de ces débitmètres perturbe peu les activités. Cette conception offre plusieurs avantages, notamment :

  • Des coûts d'installation plus bas;
  • Une production ininterrompue;
  • Une souplesse d'installation sur une large fourchette de taille de conduites;
  • Aucune perte de charge;
  • Aucun contact avec les liquides internes;
  • Aucune pièce mobile à entretenir;
  • Possibilité de procéder aux entretiens de routine tout au long de la vie utile du débitmètre sans avoir à couper de tuyaux.

Choix du débitmètre adéquat

Le transformateur de volaille s'est tourné vers la société Voigt-Abernathy, un des principaux distributeurs d'équipements rotatifs et de traitement industriels, pour lui recommander la bonne solution pour son application de pompe à grand débit. En tant que représentant de Badger Meter pour l'industrie de la transformation en Géorgie, en Alabama et au Tennessee, Voigt-Abernathy est forte d'une expérience considérable dans le déploiement de la technologie de mesure de débit dans l'industrie alimentaire.

Voigt-Abernathy a choisi d'installer des débitmètres à ultrasons Dynasonics® de Badger Meter utilisant la mesure par temps de transit dans l'usine de transformation de la volaille. Ces dispositifs de pointe se sont avérés être la solution au problème des pompes à grand débit, réduisant les frais d'entretien du transformateur de volaille et augmentant la fiabilité de ce système.

Le débitmètre à pinces et ultrasons TFX-5000 Dynasonics® est la toute dernière solution de mesure du débit volumétrique pour les liquides propres ainsi que les liquides contenant de faibles quantités de solides en suspension, comme les eaux de surface ou les eaux usées brutes. Ce débitmètre est proposé dans une variété de configurations afin de répondre aux exigences particulières aux applications. Il est facile à utiliser et doté de fonctions diagnostiques pratiques pour éliminer les incertitudes relatives à la programmation. En fonction de la programmation et de l'intégration dans l'automate programmable, les utilisateurs peuvent être avertis des conditions de débit hors spécifications et accéder à un historique avec les codes d'alarme, d'erreur et d'événement les plus récents. En outre, le débitmètre prend en charge une sortie d'encodeur à utiliser avec les terminaux cellulaires pour la connexion au gestionnaire de mesure de débit AquaCUE® ou à la suite logicielle en nuage Analytique de mesure avancée BEACON®. Ce logiciel collecte des mesures à intervalles de 15 minutes qui sont téléchargées sur le nuage selon un horaire régulier (jusqu'à deux fois par jour) pour aider au suivi et à l'analyse des informations sur l'eau et les eaux usées.

Le débitmètre TFX-5000 est équipé d'un grand affichage graphique facile à lire et offre des options de connectivité avec émetteur-récepteur résidentiel Modbus, Modbus TCP/IP, BACnet MS/TP et BACnet/IP. La configuration et le dépannage sont réalisés grâce à un clavier proposé en option ou à un câble bus universel en série (USB) à l'aide du logiciel gestionnaire de débitmètres SoloCUE®. Le débitmètre utilise un système de sécurité protégé par mot de passe à quatre niveaux pour les applications exigeant le verrouillage de l'appareil.

L'usine de transformation de la volaille utilise un système de commande de pompe composé d'un débitmètre à ultrasons et temps de transit Dynasonics qui fournit des informations sur le débit à un variateur de fréquence. Cette solution de contrôle empêche les pompes à grand débit de fonctionner avec un débit trop faible durant une période prolongée et prévoit la mise en place d'une deuxième pompe en cas de forte demande. Elle contrôle le fonctionnement des pompes pour qu'il corresponde étroitement à la demande du système, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie importantes.

Au sein du système de commande de la pompe, un panneau de variateur de fréquence duplex et un débitmètre à ultrasons unique fonctionnent en tandem pour contrôler la vitesse et la durée de fonctionnement de la pompe. En mode automatique, la pompe principale fonctionne à la vitesse sélectionnée pour atteindre la pression souhaitée jusqu'à ce que le débitmètre signale une condition de faible débit pendant une durée donnée, ce qui ralentit la pompe à une vitesse minimale ou arrête complètement le système. Si le débitmètre signale une condition de débit élevé pendant une durée donnée, une deuxième pompe est mise en marche pour répondre à la demande. Si le débit diminue ensuite pendant un certain temps, la deuxième pompe s'arrête et la pompe principale continue à fonctionner.

Avantages pour le rendement du système

En raison des résultats concluants de cette application, Voigt-Abernathy a fourni au client plusieurs systèmes de commande combinant des débitmètres à ultrasons à temps de transit Dynasonics et des variateurs de fréquence. La pompe à grand débit d'origine équipée de ce système a fonctionné pendant une longue période sans aucune défaillance prématurée.

Les débitmètres à ultrasons et temps de transit permettent d'améliorer les diagnostics afin de mesurer précisément le débit, d'aider à repérer les problèmes potentiels des pompes et de mettre en œuvre les programmes d'entretien préventif appropriés, prolongeant ainsi la durée de vie des systèmes.

L'expérience a montré que l'utilisation d'une solution de contrôle du débit jumelée à un variateur de fréquence pour contrôler les pompes à grand débit permet d'économiser de l'énergie et de prolonger la durée de vie des équipements. L'utilisation de commandes pour ajuster le volume et la pression dans le système à grand débit permet aux usines d'économiser de l'eau pendant le nettoyage et de maintenir avec précision les pressions requises pour chaque tuyau. Ces mesures peuvent améliorer l'efficacité et avoir un effet positif sur les résultats financiers.

Conclusion

Dans le domaine de la transformation alimentaire, l'utilisation d'un système de commande novateur conçu pour les systèmes d'eau à forte pression permet au personnel des installations de consacrer plus de temps à répondre aux exigences de production et moins de temps à se soucier de l'équipement.

La solution de mesure de débit installée dans une usine de transformation de la volaille à forte activité, qui allie des débitmètres à ultrasons et temps de transit et une technologie de variateur de vitesse, a permis d'obtenir un excellent retour sur investissement. Cette solution permet au système d'eau d'atteindre des débits minimums ou de s'arrêter complètement lorsque la demande est faible sans risque de dommages graves aux équipements.

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