LES GENERALITES SUR LES BISCUITS

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GENERALITE SUR L’AUTOMATISME

Un système de production est dit automatisé lorsqu’il peut gérer de manière autonome un cycle de travail préétabli qui se décompose en séquences et/ou en étapes.

Fonction d’un système automatisé

Le système automatisé est un ensemble d’éléments en interaction, et organisé dans un but précis : agir sur une matière d’œuvre afin de lui donner une valeur ajoutée, en fonction des contraintes : énergétiques, de configuration, de réglage et d’exploitation qui interviennent dans tous les modes de marche et d’arrêt du système.
Matière d’œuvre :
Une matière d’œuvre peut se présenter sous plusieurs formes. Par exemple :
 Un produit, c’est-à-dire de la matière, à l’état solide, liquide ou gazeux, et sous une forme plus ou moins transformée ; qu’il faut : concevoir, produire, stocker, emballer, utiliser.
 Energie : sous forme électrique, thermique, hydraulique, pneumatique ; qu’il faut, produire, stocker, transporter, utiliser.
 De l’information : sous forme écrite, physique, audiovisuelle ; qu’il faut : produire, stocker, transmettre, communiquer, décoder, utiliser
 Des êtres humains : pris individuellement ou collectivement, qu’il faut : former, informer, transporter, servir.
Valeur ajoutée :
La valeur ajoutée à ces matières d’œuvre est l’objectif global pour lequel a été défini, conçu, réalisé, puis éventuellement modifié, le système. Cette valeur ajoutée peut résulter par exemple :
 D’une modification physique des matières d’œuvre : traitement mécanique (usinage, formage, impression), traitement chimique ou biologique, conversion d’énergie, traitement thermique (cuisson, congélation), traitement superficiel (peinture, teinture)
 D’un arrangement particulier, sans modification des matières d’œuvre : montage, emballage, assemblage, couture, collage.
 Des mises en positions particulières, ou d’un Transfert, de ces matières d’œuvre : manutention, transport, stockage, commerce, communication.
 D’un prélèvement d’information sur cette matière d’œuvre : contrôle, mesure, lecture, examen.
Contexte et valeur ajoutée :
La nature, la quantité et la qualité de la valeur ajoutée peuvent varier pour tenir compte de l’évolution des besoins de la société dans laquelle s’insère le système. Ce qui peut conduire à modifier le système, voire l’abandonner pour en construire un nouveau.
L’environnement, c’est-à-dire le contexte physique, social, économique, politique, joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du système et influe sur la qualité et/ou la quantité de la valeur ajoutée.
Dans le secteur industriel, il possède une structure de base identique, constituée de deux parties reliées entre elles :
Partie opérative (PO), procédant au traitement des matières d’œuvre afin d’élaborer la valeur ajoutée ;
Partie commande (PC) ou système de contrôle/ commande (SCC).

Les objets et conduite de l’automatisme

L’automatisation de la production consiste à transférer toute ou une partie des tâches de coordination, auparavant exécutées par des opérateurs humains, dans un ensemble d’objets techniques appelé partie commande (P.C). La Partie Commande mémorise le savoir-faire des opérateurs pour obtenir la suite des actions à effectuer sur les matières d’œuvre afin d’élaborer la valeur ajoutée. Elle exploite un ensemble d’informations prélevées sur la Partie Opérative (P.O), pour élaborer la succession des ordres nécessaires afin d’obtenir les actions souhaitées.
Objectifs de l’automatisation
L’automatisation permet d’apporter des éléments supplémentaires à la valeur ajoutée par le système. Ces éléments sont exprimables en termes d’objectifs pour :
Accroître la productivité du système, c’est-à-dire augmenter la quantité des produits élaborés pendant une durée donnée. Cet accroissement de productivité exprime un gain de valeur ajoutée sous forme :
D’une meilleure rentabilité
D’une meilleure compétitive
Améliorer la flexibilité de production
S’adapter à des contextes particuliers :
Adaptation à des environnements hostiles pour l’homme (spatiale, nucléaire)
Adaptation à des tâches physiques ou intellectuelles pénibles pour l’homme (manipulation de lourde charges, tâches répétitives parallélisées). Augmenter la sécurité
D’autre objectifs à caractères sociaux et /ou financiers peuvent s’ajouter à ceux-ci. 6
Conduite et surveillance d’un système automatisé
Il s’avère très difficile en pratique d’intégrer dans une Partie Commande la totalité des savoir-faire humains de sorte que l’automatisation reste souvent partielle : certaines tâches restent confiées à des intervenants humains.
À ces causes techniques viennent s’ajouter des considérations économiques de compétitivité, des considérations financières imposant un fractionnement des investissements. Certaines tâches restent manuelles et l’automatisation devra donc prendre en compte la spécificité du travail humain, c’est-à-dire en particulier :
 assurer le dialogue entre les intervenants et le système automatisé,
 assurer la sécurité de ces intervenants dans l’exécution de leurs tâches manuelles. En outre, le modèle de fonctionnement de la Partie Commande, choisit par le concepteur du système, ne correspond qu’à un ensemble des situations prévues, c’est-à-dire retenues par le concepteur parmi un ensemble des situations possibles.
Or, il est impératif de pouvoir faire face à des situations imprévues (non retenues en général pour des raisons économiques comptent tenu de leur faible probabilité), voire imprévisibles. Seul un opérateur peut alors intervenir et prendre les décisions requises par cette situation : il assure une fonction de conduite et de surveillance du système automatisé. Cette fonction peut être plus ou moins assistée par un ensemble de moyens (pupitres, informatique).
Le concepteur devra alors :
 fournir à l’intervenant (ou lui permettre de prélever) toutes les informations Significatives (ou INDICES) nécessaires à l’analyse de la situation ;
 lui permettre d’agir sur le système, soit directement (dépannage), soit indirectement (consignes de sécurité, de marche et d’arrêt).

Avantages et inconvénients de l’automatisation

Comme toutes les technologies dans le monde, l’automatisation est capable de favoriser et de faciliter la vie humaine, mais il y a toujours la limite qu’on ne peut pas franchir en ce moment.

Les avantages :

 Réduction de nombre de main d’œuvre
 Réduction de temps de travail
 Satisfaction de la demande en temps voulu.
 Rapidité de la production.
 Amélioration de la condition de travail grâce à la machine qui fait les tâches très complexe.
 Amélioration de la valeur des produits en augmentant leurs qualités.

Les inconvénients :

 Coût de la mise en place du système très important : l’installation des divers composants sur les dispositifs automatisés est coûteuse.
 Dangers environnementaux provoqués par les machines.
 Risque inattendu engendré par différents accidents.

La biscuiterie et ces produits

Etude des matières premières

La composition des biscuits devient de plus en plus complexe c’est pourquoi l’étude de matière première est intéressante, chacune influe sur la qualité finale des produits. De plus le fabriquant ne cessent d’innover en changeant ou améliorant leur procédé de fabrication sur un marché très disputé.

La farine

La farine de blé est la matière première prépondérante dans la fabrication des produits de biscuiterie.
Elle présente plus de 94% de matières amylacées consommées par les industries de cuisson avec 4% environ d’autres farines et 2% d’amidon et de fécules.
La farine de froment est une farine de blé panifiable (tendre). Pauvre en protéine (de 6% de protéines), elle est extensible et peu élastique. Le gluten, qui est une de protéine réserve des grains de certains céréales, joue un rôle moins important que l’amidon.

Les matières grasses

Les matières grasses peuvent donner des différentes textures de pâtes à biscuits : brisée, sablées, feuilletées… et influer sur leur couleur et leur saveur. La matière grasse utilisée peut être d’origine animale ou végétale partiellement hydrogéné (dont huile d’arachide).
L’hydrogénation partielle en une addition d’hydrogène sur les acides gras insaturés constituant des glycérides. Elle permet d’augmenter leur stabilité en réduisant la teneur en acide linoléique, le stockage est plus aisé.

Les œufs

Les œufs apportent de la légèreté et du « moussant » aux recettes, comme pour les boudoirs, les madeleines, les meringues et les génoises. Prenant couleur à la cuisson, ils permettent aussi de donner du doré aux biscuits. Les œufs, sous forme de poudre, sont moins sensibles aux attaques microbiennes et de stockage plus facile.

Les sucres

Les sucres contribuent au goût et à l’arôme des biscuits (apporté par la réaction de Maillard) et selon leurs provenances et leurs utilisations, ils développent, colorent et donnent du croustillant aux décors. Le sucre intervient par sa qualité et par sa granulométrie en biscuiterie, la granulométrie dont la surface spécifique augmente avec la réduction de la taille va agir sur la vitesse de dissolution de sucre. Cela a pour effet que certains sucres peuvent être adaptés que d’autres, ainsi que pour les pâtes utilisant le « creaming » ou la phase grasse viennent enrober les cristaux de sucre. L’incorporation de l’aire diminue en diminuant la proportion de sucre et le sucre semoule semble plus avantageux (meilleure aération) que le sucre en poudre ou le cristal.

Le lait pasteurisé

Le lait donne couleur et saveur à la pâte, tout en améliorant sa texture. Il permet une liaison plus rapide de la pâte avec l’eau et peut jouer sur la friabilité ou le fondant du biscuit.

Le sirop de glucose

Le sirop de glucose est utilisé pour graisser le sucre. En effet incorporé dans une cuisson de sucre il évite que ce dernier ne masse pas par la suite. Grâce à cette propriété, on peut savoir si le miel ne se cristallise pas c’est qu’on a ajouté de glucose dedans.

Analyse sensorielle

L’analyse sensorielle, qu’il ne faut pas confondre avec la simple dégustation, est une technique scientifique qui permet de mesurer certains caractères des produits alimentaires, parmi lesquels le goût et l’odeur. La gustation permet de ressentir le goût ou la saveur grâce à des récepteurs, les papilles gustatives, localisée sur la langue. L’odorat perception beaucoup plus riche que la gustation, revêt deux aspects : les molécules odorantes parviennent à la zone sensible de la muqueuse nasale, soit directement, par le nez, on parle alors d’odeur ou de parfum, soit par la voie retro nasale, c’est-à-dire lorsque le produit est dans la bouche, on parle alors d’arôme. Dans le langage courant lorsqu’on parle du goût des aliments, il s’agit en fait essentiellement de l’arôme. Au cours de la consommation d’un aliment, il est souvent difficile de faire la part des perceptions gustatives et olfactives ; on utilise le terme flaveur pour designer l’ensemble des deux.
On distingue quatre types de papilles gustatives en fonction de leur forme : foliées, caliciformes, fongiformes et filiformes. Chacune d’entre elles renferme quelque certains bourgeons gustatifs, constitués chacun par une dizaine de cellules sensibles aux substances sapides, les cellules gustatives, en mélangeant avec d’autres types de cellules sensibles. Leur renouvellement est rapide : la totalité des cellules gustatives, est remplacée en quatre jours. Elles sont en relation avec des terminaisons nerveuses et sont munies d’un cil qui intercepte les molécules sapides et qui font saillie dans une petite dépression remplie de mucus.

Descriptions des matériels de production

Le pétrin

Le pétrissage est la première phase du processus de production d’une pâte, répondant aux exigences des étapes suivantes, souvent jusqu’à la cuisson. Il est donc réalisé quotidiennement dans les boulangeries, pour les différentes pâtes à pain, en pâtisserie pour de plus faibles quantité, et dans d’autres secteurs alimentaires. Ce pétrissage consiste à appliquer une force mécanique afin d’obtenir l’homogénéisation des ingrédients et des propriétés mécaniques et physiques pour la pétrisse en fin d’opération.

Le pulvérisateur de sel et sucre

Le pulvérisateur industriel du sucre et de sel est utilisé pour pulvériser le sel ou le sucre sur les biscuits et ainsi donner de la saveur aux biscuits. L’excès de sel ou du sucre sera recyclé par la machine de recyclage de sel et du sucre.
Caractéristique de pulvérisateur industriel :
Dans la circonstance où le convoyeur tourne lentement et les rouleaux fonctionnent rapidement, la pulvérisation du sel et du sucre est plus régulière.
Le déflecteur avant est configuré avec une unité de chauffage qui fait en sorte que le déflecteur soit sec et exemple de sucre.
Le pulvérisateur industriel de sucre et sel est fabriqué à partir de l’acier inoxydable Son poids est de 1.0 [T].
Figure 03: Pulvérisateur de sucre et sel

Convoyeur à bande pour four de cuisson

Le convoyeur pour four de cuisson est utilisé pour transporter les biscuits formés vers la bande du four.
Caractéristiques :
 La levée de la planche à découper peut être ajustée afin d’éviter les dommages de la bande de four chauffée en état de non-fonctionnement.
 Le support peut pivoter dans son ensemble pour réaliser le suivi de la bande, de sorte que les biscuits puissent tomber au milieu de la bande du four
 Le convoyeur pour four de cuisson est muni de couvercle extérieur en acier inoxydable, de plaque de support en acier inoxydable
 Vitesse de transport : 12 à 22m/min (lorsque le four est de 36 m et la fréquence de 30 à 50Hz).
 Poids du convoyeur pour four de cuisson : 0,7 [T].
Figure 04: Convoyeur à bande pour four

Machine de moulage rotative

La machine de moulage rotative est un dispositif dédié pour fabriquer des biscuits croquants, la pâte pré-laminée par la lamineuse à rouleaux se transforme en biscuits par laminage et formation.
Caractéristiques :
 Les unités peuvent être contrôlées séparément ou intégralement.
 La machine de moulage rotative adopte un écran tactile et une interface homme-machine
 Les fentes droites de directions radiales et transversales du rouleau d’alimentation permettent une alimentation suffisante.
 L’espace libre entre le rouleau d’alimentation et le moule de biscuit est réglable.
 La vitesse linéaire de la bande transporteuse du moule est indiquée à celle du rouleau de démoulage en caoutchouc, ce qui réduit considérablement la déformation du biscuit
 Poids de la machine de moulage rotative : 2,2 [T].

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE A : GENERALITE
CHAPITRE I : LES GENERALITES SUR LES BISCUITS
1. Historique du biscuit
2. Les variétés et classifications des biscuits
3. Valeurs nutritionnelles apportées par le biscuit
CHAPITRE II. GENERALITE SUR L’AUTOMATISME
1. Fonction d’un système automatisé
2. Les objets et conduite de l’automatisme
3. Avantages et inconvénients de l’automatisation
3.1. Les avantages
3.2. Les inconvénients
PARTIE B : MATERIELS ET METHODES
CHAPITRE III : LES MATERIELS
1. La biscuiterie et ces produits
1.1. Etude des matières premières
1.2. Analyse sensorielle
1.3. Descriptions des matériels de production
2. Les machines et outils utilisés
2.1. Les vérins pneumatiques
2.2. Les distributeurs
2.3. Le moteur pneumatique rotatif unidirectionnel
2.4. Les capteurs de position à proximités
CHAPITRE IV : LES METHODES
1. La fabrication de biscuits
1.1. Processus de fabrication de biscuits
1.2. Le diagramme de fabrication
1.3. Les contrôles de qualité
1.4. Dimensionnement de la machine
PARTIE C : LA SIMULATION AVEC DES LOGICIELS D’AUTOMATISATION
CHAPITRE V : PRESENTATION DES LOGICIELS
1. Le FluidSIM
2. L’Automation Studio (AS)
CHAPITRE VI : LE GRAFCET
1. Description du GRAFCET
1.1. Les étapes
1.2. Transition
2. Les aiguillages
3. Les parallélismes
4. Le saut d’étape et la reprise de séquence
5. Circuit pneumatique
6. Grafcet du fonctionnement de la machine
CHAPITRE VII : LA COMMANDE ELECTRIQUE
1. Les symboles de commande des bobines excitatrices et de relais
2. La fonction logique ET
3. La fonction logique OU
4. Le chemin du courant
5. Circuit de puissance pneumatique
6. Circuit de commande électrique de la machine
CHAPITRE VIII : LA COMMANDE AVEC L’API
1. Architecture externe de l’API
2. Architecture interne de l’API
3. Programmation d’un API
3.2. Les éléments graphiques du langage LADDER
4. Circuit de puissance pneumatique compatible avec l’API
5. Programme dans un API
PARTIE D : INFLUENCE SUR L’ENVIRONNEMENT
CHAPITRE IX : ETUDE ENVIRONNEMENTALE
1. Cause de l’étude des impacts environnementaux
2. Evaluation des impacts
2.1. Impacts positifs
2.2. Impacts négatifs
3. Solution retenues
PARTIE E : RESULTATS ET DISCUSSIONS
CHAPITRE X : LES RESULTATS
CHAPITRE XI : DISCUSSION
1. Système automatisé
2. Comparaison entre la puissance pneumatique et hydraulique
CONCLUSION
ANNEXE 1
ANNEXE 2
BIBLIOGRAPHIE

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