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Une brasserie 4.0

Les capteurs IO-Link garantissent un process de brassage optimal

Une production de bières individualisée – c’est ce qui caractérise la brasserie régionale « Skanderborg Bryghus » établie à Skanderborg au Danemark. Contrairement aux grandes brasseries commerciales, cette société est principalement exploitée et soutenue bénévolement par des amateurs de bière. Seulement trois ans après sa fondation, la demande avait tellement augmenté qu’il a fallu significativement agrandir la brasserie. À cette occasion, des capteurs modernes d’ifm ont été installés pour surveiller les nombreuses cuves.

Allan Pedersen, responsable technique de Skanderborg Bryghus et « homme de la première heure », nous explique : « Nous avons commencé en 2015 avec une capacité de production annuelle de 125 000 litres de bière. En 2018 et 2019, nous avons significativement agrandi la brasserie. Aujourd’hui, sa capacité de production s’élève à 4 millions de litres par an. »

C’est la société GEA qui s’est chargée de l'extension des installations. L’électrotechnique a été réalisée sous la responsabilité de Kåre Hjortkjær, de GEA Danemark. « GEA est une entreprise d’ingénierie active dans le monde entier. Nous produisons des installations de process pour de nombreux secteurs industriels. Dans ce projet, nous avons développé une brasserie entièrement neuve.

Nous étions responsables des choix de l’ensemble des capteurs à mettre en œuvre pour cette brasserie. La brasserie n’avait pas formulé d’exigence quant à l’utilisation de certaines marques de produits. Le prix faisait naturellement partie des critères de décision. Tous les facteurs considérés pointaient vers ifm.

Nous avons sélectionné les capteurs nécessaires pour la surveillance des process selon des critères de flexibilité et de conception aseptique. Une exigence était par exemple de détecter le niveau dans une cuve tout en distinguant entre la bière et la solution NEP. Nous nous sommes décidés pour les capteurs d’ifm, car nous connaissons cette entreprise avec laquelle nous entretenons une étroite et excellente collaboration depuis longtemps.

Sur plusieurs points dans chaque cuve, nous mesurons la pression et la température. Nous surveillons également le niveau. Pour cela, nous avons installé une série de capteurs ifm sur chaque cuve. Le système de contrôle-commande visualise la quantité de bière dans la cuve et sa température.
Les nombreux capteurs permettent un process de brassage entièrement automatique, ce qui fait que la production peut être pilotée par un minimum de collaborateurs.

Allan Pedersen ajoute : « GEA a installé plus de 300 capteurs ifm.
Nous pouvons les régler, les calibrer et les surveiller à distance via IO-Link. Nous sommes heureux d’avoir pu recourir à la solution globale d’un seul fournisseur, au lieu de devoir acheter à différents fabricants. »

La plupart des capteurs ifm se trouvent sur les cuves. Trois types de capteurs y sont utilisés en particulier.

Un process sans heurts grâce à un capteur de pression résistant

Des capteurs de pression pour la détection de niveau hydrostatique (à gauche) et des transmetteurs de température (à droite) sont utilisés pour assurer la fiabilité du processus de brassage.

Un capteur de pression ifm de type PI2795 est installé au bas de la cuve. Il détermine le niveau en fonction de la pression hydrostatique exercée sur sa cellule de mesure par la bière dans la cuve. L’étendue de mesure du capteur est de 1 à 4 bar, sa précision est de 0,005 bar. La valeur mesurée est transmise au système de commande de l’usine par signal analogique ou via IO-Link. Comme la géométrie de la cuve est connue, le système de contrôle-commande calcule la quantité de remplissage exacte en litres en fonction de la pression mesurée.
Spécialement pour l’utilisation dans l’agroalimentaire, la cellule de mesure est affleurante dans le raccord process. Cela empêche les dépôts sur le lieu de mesure et permet un nettoyage sans résidus, par exemple en cas de NEP. Un élément important pour la brasserie : le capteur est conçu pour des températures de fluide jusqu’à 80 °C. Le boîtier du capteur est en inox et présente un indice de protection IP 68 / 69K. Il est ainsi résistant au nettoyage haute pression avec des détergents agressifs.

Un capteur de niveau intelligent assure la fiabilité du process

Capteur de niveau LMT d’ifm sur le haut d’une cuve pour la protection contre le débordement.

Le LMT 102 est un capteur électronique pour la détection de niveau limite destiné aux applications aseptiques. Lorsqu’il est installé à l’extrémité inférieure de la cuve, il signale si la cuve est vide : dans la zone supérieure, il sert de protection anti-débordement. Deuxième fonction du capteur : il peut distinguer différents fluides. Ici dans la brasserie, cela signifie concrètement qu’il détecte si la cuve contient de la bière ou de la solution NEP. Parallèlement à la détection de niveau limite, ce diagnostic apporte une sécurité supplémentaire dans le process en excluant le mélange de produit et de fluides détergents.
Dans l’industrie agroalimentaire, les dépôts et les mousses ne facilitent pas une détection de niveau fiable. Contrairement aux lames vibrantes souvent utilisées, le capteur de niveau limite LMT d’ifm ignore les dépôts. Dans le processus de brassage, cela garantit que la mousse n’affecte pas la détection de niveau.
La surface lisse de l’embout en PEEK réduit fortement la possibilité d’adhésion des salissures ou dépôts de fluides. En outre, l’utilisation de matières de haute qualité, comme l’acier inox 316L et le PEEK, permet de respecter toutes les strictes exigences des zones aseptiques. L’étanchéité affleurante est réalisée en pressant la sonde de mesure sur le chanfrein d’étanchéité du raccord. Cela permet d’éviter les zones mortes et la contamination. La conformité pour les produits alimentaires est certifiée par des homologations telles que EHEDG et 3A.

Un capteur de température précis pour des applications exigeantes

La température de la bière est surveillée avec précision dans les zones supérieure, médiane et inférieure de la cuve en utilisant des transmetteurs de température de la série TA22 d’ifm, qui se distinguent par leur haute précision sur toute la plage de température. Grâce à leur temps de réponse rapdie, ils réagissent très vite aux changements de température. Avec leur conception aseptique, ces capteurs respectent les exigences de l’industrie agroalimentaire et du secteur des boissons.

IO-Link – la base parfaite pour une commande intelligente

Grâce à IO-Link, les valeurs mesurées et d’autres éléments peuvent être surveillés avec fiabilité depuis le poste de commande. Le paramétrage et le diagnostic de chaque capteur individuel sont également centralisés.

Tous les capteurs installés dans la brasserie sont IO-Link. L’avantage : acontrairemement au signal analogique, ils transmettent aussi les valeurs mesurées sous forme de signal numérique. Cela prévient par exemple les imprécisions pouvant se présenter en cas d’utilisation de convertisseurs A/N. En outre, l’IO-Link permet un paramétrage facile et étendu. Le capteur de niveau LMT peut donc être réglé à distance via IO-Link. Pour les capteurs de pression, il est par exemple également possible d’adapter les seuils de commutation à partir du système de contrôle-commande. Cela offre une flexibilité maximale, par exemple lors des changements de recette.
En outre, l’IO-Link transfère les données de diagnostic des capteurs au système de contrôle-commande. Le capteur de niveau LMT signale par exemple la formation de dépôts trop importants empêchant la détection sûre ou la différenciation entre fluides.

Un partenaire solide

En plus de produits performants, ifm se distingue également par sa proximité particulière avec ses clients. Kåre Hjortkjær de GEA souligne : « Depuis la phase de planification et jusqu’à ce jour, ifm a toujours été un partenaire de valeur. Nous connaissons le process et ifm connaît ses produits, nous pouvons donc collaborer avec succès.

Allan Pedersen de Skanderborg Bryghus résume lui aussi cette collaboration : « Je collabore avec ifm depuis 1999 et je suis très satisfait. Nous obtenons à tout moment une assistance sur place et de bonnes idées pour réaliser nos applications de manière simple et fiable.

Conclusion

ifm offre une large gamme de capteurs performants pour surveiller les processus de la brasserie de manière fiable et peu onéreuse. Dans ce contexte, les capteurs IO-Link offrent non seulement un maximum d’automatisation et de sécurité, mais assurent aussi la qualité optimale des produits. Tant les constructeurs de machines que les clients apprécient notre proximité particulière avec eux, dans l’esprit du slogan « ifm – close to you! »