Processus de fabrication du  sucre brut

Mémoire de projet de fin d’étude pour l’obtention du diplôme d’ingénieur d’Etat Spécialité : Ingénierie en mécatronique 

PROCESSUS DE FABRICATION DU  SUCRE BRUT

Le raffinage est le procédé qui permet d’obtenir à partir d’un sucre brut (mélange de saccharose et de non sucrés) un sucre raffiné de haute pureté. Dans le procédé de raffinage, il existe un certain nombre d’opérations qui permettent de :
▪ Retirer les impuretés extérieures au cristal ;
▪ Retirer les colorants de la fonte (mélange de sucre affiné et de l’eau) par le passage d’un absorbant ;
▪ Recristalliser le saccharose pour obtenir un cristal pur à partir de la solution purifiée par les opérations précédentes. Le processus de raffinage du sucre brut se présente comme suit :
La matière première de l’usine de raffinage se présente sous forme de sucre brut importé (Brésil, Australie, Afrique du sud, Colombie, etc.). Afin d’obtenir un produit de haute qualité, la matière première doit subir un traitement en suivant les étapes suivantes :

• Stockage de la matière première : Le sucre brut constitue la matière première de la raffinerie. Il est stocké dans des grands magasins « silos » dont la capacité totale est de 75 000 tonnes. Le sucre est transféré vers la station d’affinage grâce à des bandes transporteuses en passant par deux balances dynamiques, un aimant pour éliminer les métaux ferreux, et un tamis pour éliminer les grosses impuretés.

• Affinage du sucre brut : Cette opération vise l’élimination des impuretés externes. A ce niveau, le sucre brut passe tout d’abord, par l’empattage où il est mélangé avec un égout sucré saturé. Afin de permettre l’accélération et la diffusion des non sucrés, le mélange est chauffé avec de la vapeur circulant au niveau de la double enveloppe. Le malaxage, par le frottement qu’il provoque entre les cristaux, permet la séparation de ces derniers du sirop les entourant. Le mélange est ensuite envoyé vers les turbines munies d’une toile qui permet le passage de l’égout riche (eau sucrée issue du turbinage contenant des impuretés) et retient le sucre. Pour assurer une élimination efficace des impuretés, un essorage et un clairçage sont effectués. L’eau sucrée est alors envoyée vers les bacs de stockage pour un empattage ultérieur d’une part et pour une éventuelle utilisation dans les bas produits pour en extraire le maximum de sucre, d’autre part. Mais avec l’utilisation d’un sucre de très haute qualité, cette opération est dépassée et permet un gain sur le rendement d’extraction et la consommation de fuel. Le sucre ainsi affiné fera l’objet de l’opération de la fonte où le sucre est refondu et chauffé avant d’être envoyé vers l’épuration.

• Epuration : C’est une opération qui vise à éliminer les impuretés incluses dans le système cristallin du sucre affiné, elle se fait en ajoutant de la chaux à la fonte et en la précipitant sous forme de carbonate de calcium, permettant ainsi d’éliminer une partie des impuretés et de faciliter la filtration. Cette opération est effectuée dans le but d’enlever les impuretés internes existantes dans le sirop provenant de la fonte. Elle est réalisée par l’addition d’un lait de chaud au sirop, où on fait barboter du CO2 issu de la centrale (fumée de combustion du fuel).

• Filtration : Elle vise à éliminer les précipités contenus dans la commune carbonatée. Cela s’effectue en utilisant des toiles synthétiques filtrantes qui ne laissent passer que le sirop avec formation d’un gâteau de carbonate de calcium d’une certaine épaisseur qui facilite davantage la filtration. La filtration conduit à l’obtention d’un sirop carbonaté filtré d’une pureté supérieure à 99% et un Brix1 de 65 environ (appelé commune filtrée), mais qui contient toujours des matières colorantes.

• Décoloration : Le sirop carbonaté filtré contient encore des colorants qui n’ont pas été éliminés au cours de la carbonatation. Ce sirop va alors être décoloré sur résine. La station de décoloration sur résine comporte trois colonnes. La première colonne est en production, la deuxième est en finition et la troisième en régénération ou en attente.

• Evaporation : La décoloration de la commune filtrée produit de la raffinade (sirop décoloré) à une pureté de l’ordre de 99,5% et un Brix autour de 65. La raffinade est envoyée à la station d’évaporation pour concentration comprise entre 73 et 75 Brix. Cette opération se fait alors dans des chaudières appelées CEFT (Corps Evaporateur Flots Tombants). • Cristallisation et séchage : Cette opération a pour but l’élimination des impuretés encore présentes dans le sirop afin de produire du sucre de qualité souhaité. Le sirop décoloré (raffinade) subit plusieurs cristallisations dans le but d’éliminer le maximum d’impureté et de récupérer le maximum de sucre. Le mélange de cristaux et d’eau mère est appelé masse cuite (MC) qui est ensuite turbinée dans des centrifugeuses. Le sucre obtenu est encore trop humide (0,7 à 1%) pour pouvoir être conservé. Il est alors séché avec de l’air chaud puis refroidi avant d’être envoyé vers un silo de stockage. Ce silo alimente d’une façon régulière les machines de conditionnement.

• Conditionnement : Le conditionnement s’effectue sous trois principales formes :

Pains : Le pain constitue le produit phare du groupe COSUMAR. Il est fabriqué d’une façon traditionnelle (pains turbinés), mais depuis quelques années et grâce à un travail soutenu de département de Recherche et de Développement, ce procédé a pu être mécanisé entièrement avec dépôt d’un brevet. Les pains sont emballés avec du papier et mis en carton pour la commercialisation. Le poids des cartons est contrôlé avant leur expédition.

Lingots et morceaux : Une opération de séparation physique des impuretés permet de filtrer les grumeaux de sucre des corps étrangers. Le sucre passe alors à travers un tamis vibreur pour la séparation des grumeaux, puis à travers un aimant pour l’élimination des corps étrangers ferriques. Il est humidifié pour favoriser le mélange. Le mélange, effectué dans les mouleuses, donne la forme et le poids au sucre. Ce dernier est stocké avant la mise en boîte puis stocké pendant 24h au niveau du magasin avant son expédition.

Granulé : il est conditionné en forma de 1 kg, 2 kg et 50 kg, et est utilisé aussi bien par les industriels que par les ménages.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Contexte général du projet
I. Présentation de la COSUMAR
I.1 Historique
I.2 Fiche technique
I.3 Activités de la COSUMAR
I.4 Organisation
I.5 Actionnariat
I.6 Processus de fabrication de sucre brut
II. Présentation du sujet d’étude
II.1 Problématique, mission et objectifs
II.2 Cadrage du projet
II.2.1 Planning
II.2.2 Démarche
III. Généralité sur la maintenance
III.1 Définition
III.2 Les types de maintenances
III.2.1 Maintenance corrective
III.2.2 Maintenance préventive
III.3 Objectifs visés par la maintenance préventive
III.4 Les différents niveaux de la maintenance
Chapitre II : Diagnostic de l’état actuel
I. Evaluation de la politique de maintenance actuelle
I.1 Présentation de la méthode d’audit de l’ADEPA-CETIM
I.2 Exemple d’évaluation
I.3 Résultat du diagnostic
I.4 Interprétation des résultats
Chapitre III : Etude et analyse des machines
I. Performance des équipements
I.1 MTBF : Mean Time Between Failures
I.2 MTTR : Mean Time To Repair
I.3 Disponibilité : Do
II. Détermination des équipements critiques
II.1 Introduction
II.2 Classification des équipements
II.2.1 Choix de la méthode de classification
II.2.2 Analyse de la matrice de criticité
III. Analyse fonctionnelle
III.1 Introduction
III.2 Analyse fonctionnelle du vis transporteur
III.2.1 Vis transporteuse
IV. Présentation de la méthode AMDEC
IV.1 Introduction
IV.2 Application de la méthode AMDEC sur les équipements névralgiques
Chapitre IV : Mise en place des plans de maintenance préventive paramétrage du progiciel SAP et étude économique
I. Plan de maintenance préventive
I.1 Elaboration d’un plan de maintenance préventive
I.2 Plan de maintenance préventive des équipements névralgique
II. Paramétrage des plans de maintenance préventive des équipements névralgique
II.1 Définition SAP
II.2 Module PM (Plan de maintenance)
II.3 Paramétrage des plans de maintenances préventives
II.3.1 Création de la gamme
II.3.2 Création du plan de maintenance préventif
III. Etude économique
III.1 Coût de la maintenance préventive
III.2 Coût de la maintenance corrective
III.2.1 Etude de cas de la vis inclinée
Conclusion générale
Annexes

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