Retrouvez cette article (reproduit avec l’aimable autorisation de La Revue de l’Alimentation Animale) dans la RAA N° 681 de novembre 2014 et sur leur site : www.revue-alimentation-animale.fr
INSTALLATION DE LA 1000e PRESSE CPM
À quelques jours de l’ouverture de la campagne sucrière, la nouvelle presse CPM est prête à recevoir les milliers de tonnes de pulpes de betteraves qui vont transiter par sa filière au sein de l’unité de déshydratation de SCICA Roye Déshydratation, sur le site de Saint-Louis-Sucre à Roye. C’est la millième presse de type 7900 installée en Europe.
À quelques jours du début de la campagne sucrière (débutée le 15 septembre dernier) et l’arrivée des premières bennes de betteraves, l’usine de Roye (80) achève de se préparer. Dans l’unité de déshydratation, la nouvelle presse, installée par CPM, est fin prête. On attend d’elle une production de 13 t de granulés à l’heure. Elle fait partie d’une batterie de 4 presses, dont une a déjà été changée l’an passé pour un modèle CPM : l’atelier compte donc deux presses CPM 7 900 32-9. À terme, l’objectif est d’atteindre une capacité nominale de granulation de 35 t/h soit un potentiel de 40 % supérieur aux besoins. Un choix stratégique dans cette industrie où il est impossible d’arrêter la production de pulpes qui n’est qu’un coproduit dans un process industriel fonctionnant en continu.
Le rendement énergétique est le facteur clé
Christophe Cellier d’ESI pose devant la 1 000e presse CPM 7900 installée en Europe.
« 7 900 caractérisent la taille du réducteur, 32 le diamètre intérieur de la matrice en pouce, 9 la largeur en pouces de la bande de travail », explique Christophe Cellier, technico-commercial pour Europe Service Industrie, l’installateur.
L’une des spécificités de cette machine est le système de transmission directe qui l’équipe : « En lieu et place de la traditionnelle courroie, dont la poulie fait la réduction de vitesse, la presse 7 900 est dotée d’un procédé entièrement mécanique, détaille Christophe Cellier. La réduction de vitesse entre le moteur qui tourne à 1 500 tours et la matrice qui tourne à 150 tours est faite par des engrenages. Grâce à ce système, le couple de transmission affiche de meilleures performances énergétiques. »
Car dans l’industrie de la déshydratation, betterave ou luzerne, environ un tiers du coût de production est d’ordre énergétique. La performance de la machine se mesure à son ratio kWh/t produite. Le rendement énergétique est le facteur clé de ces procédés très énergivores. « Selon la matière première à granuler et l’efficacité énergétique de la machine, la granulation peut consommer entre 30 et 70 kWh/t. Il y a des marges de progrès importantes sur ce poste », souligne M. Cellier. Les deux presses CPM 7 900 de l’atelier de Roye sont équipées en 355 kW et affichent une capacité de 14 t/h.
Cette technologie de la transmission directe est éprouvée puisqu’elle existe depuis une vingtaine d’années. Elle s’accompagne d’un procédé de lubrification spécifique : « La lubrification se fait en continu, par sprayage d’huile sur les engrenages de réduction et les roulements, décrit Christophe Cellier. Pour cela, nous maintenons une pression d’huile à l’intérieur du réducteur garantissant que toutes les pièces mécaniques et de transmission sont protégées et maintenues à une température de fonctionnement correcte : les ensembles mécaniques ne s’échauffent jamais. Le bain d’huile est filtré et refroidit en permanence ce qui assure une huile propre sur toutes les pièces en mouvement. » La graisse est réservée aux seuls roulements des galets. Dans ses autres gammes, CPM utilise le principe du barbotage, les pignons trempent dans l’huile, et le graissage interne des roulements dans le réducteur est fait à la graisse.
Ajustement des rouleaux
Cette spécificité technique n’est pas la seule particularité de la presse 7 900 qui permet à CPM de s’engager sur la qualité du rapport puissance/débit de ses machines, exprimé en ratio t/h ou €/t.
L’autre élément technique majeur de la presse de CPM est le Linéator : « Un ensemble compact permettant l’ajustement précis des rouleaux contre la surface de la matrice. » Lors du fonctionnement de la presse, le produit entraîné par la matrice se retrouve sous la pression des galets contre la filière : c’est ce qui le contraint de passer à travers les trous de la filière. Mais ce procédé entraîne une usure mécanique naturelle des pièces. En pulpe de betteraves, l’usure est particulièrement forte à cause des minéraux silicieux qui peuvent demeurer sur la betterave notamment en saison humide, malgré le lavage, car le sillon saccharifère retient la terre.
« Le déréglage des galets et de la matrice due à l’usure est normal, explique Christophe Cellier. Mais il génère un écartement entre les deux pièces. Or si l’écartement n’est pas optimum, on perd de la capacité de production : si les rouleaux sont trop écartés, le produit ne rentre plus dans la matrice, la machine risque de bourrer en faisant disjoncter le moteur. En temps normal, ce genre d’incidents nécessite plusieurs heures pour nettoyer et intervenir sur le mécanisme avant de remettre en route la presse. En mode manuel, le réglage des rouleaux se fait avec des clés en poussant sur les cames pour mettre le galet en appui sur la matrice. C’est ce genre d’opérations qui entraînent des pertes de production. »
Le Linéator, couplé à la mesure de vitesse de rotation des rouleaux, présente l’avantage de contrôler en permanence le taux d’usure de la matrice et de le rattraper en quelques secondes sans arrêter la machine. « Il suffit de stopper l’alimentation de la presse pour régler à distance l’écartement entre les galets et la filière en appuyant sur des commandes extérieures. Elles agissent sur des vérins qui activent une came réglant la position du galet. Dans ce genre d’application en process continu, il convient de regarder deux fois par semaine »,préconise Christophe Cellier qui estime que sur une campagne, l’usine aura besoin de changer 4 fois de filière : « Il faut compter en moyenne deux jeux de rouleaux pour une matrice. Ce n’est pas qu’ils s’usent plus vite, mais c’est qu’il faut considérer le risque de casse des roulements des rouleaux. »
La granulation: un jeu de force
En maîtrisant le contact des pièces métalliques, le Lineator permet de réduire l’usure de la matrice et des rouleaux.
La zone par laquelle le produit entre dans le trou de la filière s’appelle le cône d’attaque. Il est suivi de la chambre de compression
puis de la chambre de détente en forme de cylindre ou de cône. Celle-ci est plus ou moins longue pour réduire ou augmenter la compression : un produit gras supporte une compression plus longue qui permet au granulé d’être plus dur, car le temps de séjour dans la chambre de compression est plus long. Mais le risque d’une chambre de compression trop longue est de bloquer le produit devenu trop dur dans la filière.
En betteraves, les pulpes déshydratées reçoivent des injections de vapeur dans la vis d’alimentation qui les mènent du sécheur à la presse ; elles passent ainsi de 60 °C à 80 °C. Cette injection a pour but d’améliorer le rendement : la vapeur permet de gélifier la cellulose, l’eau met en solution les sucres restants ce qui a pour effet de faciliter le glissement du produit dans la chambre de compression. Le procédé nécessite ainsi moins de couple c’est-à-dire moins de kWh à la tonne tout en garantissant une meilleure dureté du granulé.
L’intérêt du réglage à distance des rouleaux est encore plus important dans d’autres applications : « Avec les produits fibreux, on a intérêt à serrer les rouleaux au plus près, sans pour autant écraser la matrice ; à l’inverse avec des protéines, des corps gras ou par exemple de l’aliment volaille où il y a de l’amidon, on écarte le rouleau de la matrice ce qui créé une galette de pâte qui fait office de précompression et donne un granulé plus dur. »
Le mouvement de réglage du Linéator est généré par un moteur pneumatique et transmis à travers l’arbre fi xe de la presse vers un renvoi d’angle qui communique le mouvement à un jeu de vérin. Un simple indexage compte les cannelures de l’arbre et traduit la mesure du décalage des galets. Seul le compteur est électronique, la mesure est mécanique.
Ce principe Linéator existe depuis une quinzaine d’années et trouve également son intérêt dans les usines mixtes qui utilisent une presse pour différents types de granulés et qui peuvent avoir besoin de changer de filière jusqu’à plusieurs fois dans la journée.
L’ajustage du réglage des galets sur la filière est une donnée qui fait partie du process spécifique de chaque application. CPM propose également l’application Quick change, une option qui permet de changer une matrice de 700 kg en à peine 20 minutes.
« La fixation de la filière sur le rotor se fait par des crampons, qui se dévissent un à un, libérant rapidement la filière. »
Europ Service Industrie: «compétence, réactivité, proximité»
Dans son usine de Vernouillet (28), ESI fabrique des unités complètes de broyage, séchage et granulation (presses, rouleaux et matrices).
En France, ESI a l’exclusivité de l’entretien et du service après-vente des machines CPM depuis 2004. Son activité englobe la conception et la réalisation de lignes industrielles, l’expertise et l’optimisation des process, la maintenance, la fourniture de pièces détachées, la mise aux normes, etc.
Fondée en 1989 par Claude Raison et Christian Besnard, avec pour coeur de métier la maintenance et le service, Europ Service Industrie déploie son activité dans les secteurs de la déshydratation, de la granulation et du broyage.
Accompagnant ses clients dans leur besoin de renouveler leur matériel, ESI a rapidement créé un bureau d’étude. Celui-ci a pris de l’ampleur avec l’arrivée d’Alain Roche en 1989, ingénieur de conception, qui entraîne ESI dans la conception de lignes complètes notamment de séchage.
En 2004, ESI décroche le partenariat avec CPM grâce à ses compétences, sa réactivité et sa proximité du terrain: « Nous n’hésitons pas à nous déplacer chez nos clients en cas de souci. Il n’est pas question de laisser une usine dans l’incapacité de produire, assure Christophe Cellier. Rien ne vaut une visite sur place pour déceler la cause d’un problème. Rien ne remplace le savoir-faire et les compétences du technicien qui a besoin de prendre la matière première à la main pour estimer sa dureté, sa chaleur, son humidité, observer le granulé au moment où il sort: est-il dur, brillant, cassant, chaud…? Autant d’informations primordiales pour régler la presse, cette mécanique d’extrême précision.»
Françoise FOUCHER
LA REVUE DE L’ALIMENTATION ANIMALE
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