Dans les fermes laitières modernes, rien ne peut plus être réalisé sans systèmes complexes de contrôle et de suivi pour les produits liquides. Des vannes pneumatiques contrôlées par des systèmes d'automatisation garantissent un fonctionnement extrêmem

Jusqu'à présent, les actionneurs étaient contrôlés par des îlots de pilotage, notamment pour des raisons de propreté technique ; ces îlots étaient placés dans des coffrets en inox standard situés à une distance sécurisée de l'application en elle-même. La  nouvelle solution d'ilots pneumatique inox AirLINE Quick de Bürkert, installé dans un coffret de conception hygiénique de Rittal, offre désormais des avantages considérables : coûts d'installation moins élevés, sensibilité réduite aux interférences et aux perturbations et excellente rentabilité grâce à la diminution de la longueur des conduites et des câbles de commande. La manière dont le système intelligent se comporte dans les environnements stériles, utilisant beaucoup de détergents et d'eau, est particulièrement mise en évidence sur la nouvelle ligne des desserts de FrieslandCampina, actuellement installée à Gütersloh, dans la région allemande de Westphalie.

"Le nom en lui-même veut déjà tout dire. Nos ilots de pilotage "AirLINE Quick", de conception modulaire, ont été montés en première mondiale il y a près d'un an", déclare Kai-Ulrich Seifer, responsable du secteur agroalimentaire en tant que Gestionnaire national des grands comptes pour Bürkert. "Une installation rapide et une parfaite fiabilité opérationnelle sont les principales caractéristiques de l'ilôt de pilotage type 8640, installé sur une embase en inox, et qui permet de gérer jusqu'à 24 fonctions pneumatiques à 3 ou 4 voies." La plaque de montage et d'adaptation permet d'intégrer directement le bloc pneumatique prêt à être connecté dans la base du boîtier grâce à ses découpes adaptées. Ainsi, l'utilisation de composants dans le boitier est considérablement réduite. "L'avantage du système AirLINE Quick est que nous fabriquons l'adaptateur externe, ainsi que la technologie de connexion des tuyaux en inox robuste V2A, et que ce matériau présente une résistance optimale aux agents de nettoyage agressifs", précise M. Seifer, en ajoutant qu'aucun tube pneumatique n'est plus nécessaire dans le boitier. "Alors que les plaques de montage en aluminium disponibles dans le commerce montrent des signes d'usure après un certain nombre de cycles de nettoyage, l'inox présente une résistance avérée aux attaques des produits et méthodes de lavage agressifs et reste impeccable sur le long terme.”

Une totale innocuité au cœur du secteur hygiénique
En termes de technologie hygiénique, le nouveau système d'automatisation type 8640 de Bürkert est optimisé grâce à l'intégration intelligente de boîtiers en inox de la série de conception hygiénique (Hygienic Design, HD) commercialisée par Rittal. Ces boîtiers HD respectent parfaitement les normes élevées en matière d'hygiène appliquées dans l'industrie agroalimentaire et peuvent être nettoyés facilement sur site. "C'est uniquement grâce à la symbiose de la conception AirLINE Quick avec le système modulaire HD de Rittal que nous pouvons aujourd'hui exploiter le plein potentiel de nos îlots de pilotage sur leur plaque d'adaptation en inox, et que nous pouvons désormais proposer une solution complète pouvant être utilisée en toute sécurité dans les applications hygiéniques, par exemple dans les laiteries et les brasseries", ajoute M. Seifer. Alors que l'utilisation répétée d'agents de nettoyage agressifs sur les boîtiers classiques provoque des fuites au niveau des joints poreux, Bürkert a choisi la sécurité avec son système d'automatisation type 8640 et l'installation de systèmes robustes "AirLINE Quick" dans des boitiers HD.
Leur conception se distingue notamment par la pente à 30 degrés du toit en saillie avec un larmier horizontal, qui garantissent que les liquides sont drainés rapidement et en toute sécurité des boîtiers HD. Ainsi, aucun résidu susceptible de se solidifier ne peut rester sur le boîtier pendant le nettoyage. Les colonnes, les charnières extérieures ou les espaces inaccessibles peuvent permettre le développement de micro-organismes ont été éliminés de façon systématique. Le joint en silicone bleu résistant à tous les types de détergents est un autre garant du scellement permanent des boîtiers HD. Il est apposé à l'extérieur et protège en toute sécurité tant la porte que le boîtier. "Posé d'un seul tenant, le joint en silicone peut être remplacé en quelques minutes au cours des interventions de maintenance préventive, et présente donc toujours un état irréprochable", explique Heinz Schmitt, responsable de la gestion industrielle dans le secteur alimentaire et des consommables de luxe chez Rittal.

Trois largeurs standards, pour des possibilités multiples
Pour ouvrir au maximum les possibilités d'application des packages en inox composés des éléments AirLINE Quick et HD sur le marché, Bürkert propose trois largeurs standards pour ses coffrets HD, avec une hauteur et une profondeur constantes. En plus d'une version de 390 mm de large, la solution AirLINE Quick peut assurer un débit inférieur ou égal à 300 litres par minute dans chaque vanne et est proposée dans les largeurs standards de 510 à 760 mm. Alors que les deux modèles les plus petits peuvent accueillir chacun un bloc gérant 32 fonctions pneumatiques au maximum, deux ilots de pilotage sont installés dans les boitiers de plus grande taille. Ainsi, jusqu'à 64 tuyaux flexibles pneumatiques peuvent être connectés à ces derniers. L'utilisateur peut aussi choisir d'installer la fonction HotSwap de Bürkert dans les boitiers HD. Grâce à la barrière pneumatique, les vannes individuelles peuvent être arrêtées en fonctionnement sans interruption de l'alimentation en air de l'îlots de pilotage. Chez Bürkert, les principales caractéristiques de sécurité des processus, comme les clapets de retenue intégrés dans le canal R+S, font partie de la conception technologique des process des îlots de pilotage. LE système d'automatisation, qui assure une protection de degré IP65, peut gérer jusqu'à 96 signaux de commande externe, comme des indicateurs numériques de position qui, en option, peuvent être assignés directement à chacune des électrovannes de pilotage. Les systèmes de commande plus sophistiqués, comme les systèmes I/O avec des groupes d'entrées et de sorties analogiques et numériques, peuvent aussi être montés rapidement et en toute sécurité sur un rail distinct. La plaque externe d'adaptation AirLINE Quick possède des connecteurs pneumatiques en inox permettant de connecter rapidement des tuyaux flexibles pneumatiques, alors que les câbles de commande et lignes de bus sont introduits par le biais de raccords en inox ou en plastique résistant aux détergents.

“Alors que 20, 30 ou même 50 mètres de câbles ou de conduites auraient été nécessaire avec d'autres systèmes, 5 mètres suffisent parfois pour aller du boitier à l'actionneur ou au capteur avec cette installation optimisée.”

Coûts d'installation réduits
“Le slogan que nous avons utilisé lors de la présentation de notre système innovant d'automatisation dans le coffret de conception hygiénique de Rittal avec ilôt de pilotage intégré sur les salons "Brau" (brasserie) et SPS/IPC Drives 2011 était "Plus proche de l'action", ce qui a donné le ton du lancement officiel", affirme M. Seifer, qui précise : "Avant SPS/IPC/Drives, près de 150 systèmes d'automatisation avaient déjà été vendues et parfois même installés, de telle sorte que nous avons pu rapidement proposer un produit déjà éprouvé en pratique. "Cette nouvelle solution offre de nombreux avantages aux utilisateurs : raccourcissement des distances vers les actionneurs et les capteurs, réduction considérable du temps et des coûts d'installation pour les tuyaux flexibles pneumatiques et les câbles de commande, détection rapide de toutes les fuites possibles au niveau des tuyaux, suivi et maintenance améliorés pour l'ensemble du système, faible consommation d'air et amélioration substancielle de l'hygiène de la totalité du système. Cette innovation présente aussi un rapport qualité-prix exceptionnel : dans de nombreux cas, les coûts supplémentaires induits par l'achat de nouveaux systèmes "locaux" peuvent être compensés par les économies réalisées par l'élimination de centaines de mètres de tuyaux flexibles et de câbles.

Installé chez FrieslandCampina
Le système de Bürkert, installé dans une nouvelle ligne de desserts et de yaourths chez FrieslandCampina à Gütersloh, est un projet de grande envergure. Il résulte d'une collaboration entre FrieslancdCampina, Bürkert et le groupe VA, basé à Stuttgart, qui planifie et installe des équipements de traitement pour l'industrie alimentaire depuis 1993. A l'heure actuelle, 300 000 litres de lait frais sont transformés chaque jour en desserts et yaourts à Gütersloh. Cette capacité a connu une augmentation significative grâce à la construction d'un nouveau bâtiment de production et au lancement d'une ligne de production flexible pour le blanc-manger et les yaourths, qui devait être complètement mise en réseau mi 2012, après achèvement de cinq lignes d'emballage parallèles. La ligne des desserts fonctionne depuis l'automne 2011 ; les produits finis sont actuellement mis en pots, scellés et emballés dans des conteneurs adaptés à l'expédition par trois machines d'emballage en quelques secondes. En concevant et en installant cette ligne de production très complexe, composée d'un circuit contrôlé par ordinateur avec un réseau étendu de conduits en inox, de pompes, de mélangeurs, de dispositifs de chauffage et de cuves stériles qui peuvent stocker jusqu'à 12 000 litres, les ingénieurs du site de Stuttgart ont décidé d'utiliser le système compact type 8640 de Bürkert qui intègre des îlots de pilotage "AirLINE Quick" dans un boitier HD. Près de 2000 composants pneumatiques de process sont nécessaires pour injecter et aider à faire circuler les flluides les plus divers dans ce système hautement complexe, dans lequel un dispositif automatique "Clean In Place" (CIP), assurant le nettoyage et la désinfection de l'intégralité des conduites et des cuves, est également intégré.
Plusieurs kilogrammes d'actionneurs pneumatiques lourds sont installés, qui sont pourvus d'indicateurs de position optique dans les électrovannes. Ces derniers sont si bien conçus sur le site de Gütersloh qu'ils sont accessibles au moyen de passerelles métalliques permettant des interventions aisées et rapides. Les électrovannes de process qui vérifient quel fluide est actuellement transféré et à quel dosage sont contrôlés par 42 boitiers HD au total, composé chacun de 24 ilots de pilotage AirLINE Quick, avec des entrées de retour numérique.
Dans la configuration conçue pour FrieslandCampina, la connexion électrique à un Profibus DP est assurée par l'agencement de l'ensemble des boitiers pneumatiques à proximité des électrovannes, soit en plein cœur du process sensible sur le plan de l'hygiène.
"Alors que 20, 30 ou même 50 mètres de câbles ou de conduites auraient été nécessaire avec d'autres systèmes, 5 mètres suffisent parfois pour aller du boitier à l'actionneur ou au capteur avec cette installation optimisée", explique M. Seifer. Les coûts sont encore davantage réduits du fait que l'intégralité du système adopte une construction "hygiénique". Ceci a pour conséquence de réduire les coûts du processus de nettoyage.
"Nous avons dû nous habituer au fait que les boitiers pneumatiques soient installés aussi près du process, entre autres parce que nous avons toujours dû faire attention jusqu'à présent pendant les opérations de nettoyage", déclare Tim Borgstaedt, responsable du secteur laiterie, qui, en tant que chef suppléant du "Département préparation" qui compte 35 employés chez FrieslandCampina à Gütersloh, n'est pas seulement chargé de choisir les bons ingrédients et le mélange de produits le plus adapté mais est aussi responsable du respect d'une hygiène absolue. "Nous avons encore du mal à nous résoudre à utiliser des détergents et des nettoyeurs haute pression pour nettoyer les ilôts de pilotage AirLINE Quick dans les coffrets HD. Pourtant, nous avons remarqué depuis longtemps que ces procédures de nettoyage tout simplement indispensables ne posent aucun problème !"