IO Brasserie : retour d’expérience sur l’automatisation d’une microbrasserie avec IO-Link
Avec l’IO-Link, protocole de communication bidirectionnel standardisé entre capteurs et actionneurs, même les plus petites structures peuvent accéder aux avantages de l’industrie 4.0 : qualité renforcée, traçabilité continue et automatisation intelligente. C’est le choix qu’a fait Skanderborg Bryghus, une microbrasserie danoise exploitée et soutenue bénévolement par des amateurs de bière. Seulement trois ans après sa fondation, la demande avait tellement augmenté qu’il a fallu agrandir significativement la brasserie. À cette occasion, des capteurs IO-Link d’ifm ont été installés pour surveiller en temps réel les nombreuses cuves. Voici comment une brasserie artisanale passe à l’industrie 4.0 avec IO-Link.
Qu’est-ce qu’une IO brasserie ?
Une IO brasserie désigne une brasserie connectée grâce à la technologie IO-Link, un protocole de communication standardisé qui relie directement capteurs et actionneurs aux systèmes de pilotage. Concrètement, cela signifie que chaque étape de production – brassage, fermentation, conditionnement – est suivie et ajustée en temps réel à partir de données fiables et centralisées.
Dans l’industrie brassicole, les enjeux sont multiples : garantir la précision et la répétabilité des recettes, maintenir un haut niveau de qualité et d’hygiène, tout en optimisant la consommation d’énergie et d’eau. IO-Link apporte des réponses concrètes à ces défis en offrant un contrôle plus fin des process et une meilleure traçabilité des opérations.
Contrairement à certaines idées reçues, la digitalisation n’est pas réservée aux grandes brasseries industrielles. Les TPE et PME du secteur brassicole peuvent elles aussi bénéficier de l’IO-Link pour automatiser leurs installations, réduire les pertes et produire de façon plus stable. Une IO brasserie devient alors un levier simple et accessible pour entrer dans l’univers de l’industrie 4.0, sans renoncer à l’esprit artisanal qui fait la richesse de ces productions.
Extension de la brasserie Skanderborg : 300 capteurs ifm pour un process de brassage automatisé
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 125000 litres de bière. En 2018 et 2019, nous avons significativement agrandi la brasserie. Aujourd’hui, sa capacité de production s’élève à 4millions de litres par an.»
C’est la société GEA qui s’est chargée de la grande 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 nouvelle.
Nous étions responsables de décider 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 de la décision. Tous les facteurs considérés pointaient sur 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 en faveur des capteurs d’ifm, car nous connaissons cette entreprise avec laquelle nous entretenons de longue date une étroite et excellente collaboration.
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 processus de brassage entièrement automatique, ce qui fait que la production peut être pilotée par un minimum de collaborateurs.»
Photo 1 : «Skanderborg Bryghus» brasse toute une variété de bières. Photo 2 : Le niveau et la température des nombreuses cuves sont surveillés avec précision.
Allan Pedersen ajoute: «GEA a installé bien plus de 300capteurs 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 nombreuses cuves. Trois types de capteurs y sont utilisés en particulier.
Les capteurs au service du process brassicole
Un process sans heurts grâce à un capteur de pression résistant
Un capteur de pression ifm, utilisé dans les process brassicoles, 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 résolution 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 IP68 / 69K. Il est ainsi résistant au nettoyage haute pression avec des détergents agressifs.
Un capteur de niveau intelligent assure la fiabilité du process
Le LMT102 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 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 excellente dynamique de réponse, ils réagissent très rapidement aux changements de température. Avec leur conception aseptique, ces capteurs respectent les strictes exigences de l’industrie agroalimentaire et du secteur des boissons.
IO-Link – la base parfaite pour une commande intelligente
Tous les capteurs installés dans la brasserie supportent IO-Link. L’avantage : alternativement au signal analogique, ils transmettent aussi les valeurs mesurées sous forme de valeur 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 sur différents fluides 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 la clientèle. 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 processus et ifm connaît ses appareils, 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.»
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.
Capteur de niveau LMT d’ifm sur le haut d’une cuve pour la protection contre le débordement.
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.
Pourquoi IO-Link est adapté aux brasseries artisanales ?
L’IO-Link s’impose comme une solution idéale pour les brasseries artisanales qui souhaitent gagner en fiabilité et en performance sans complexifier leurs installations. Grâce à son câblage standard 3 fils, la mise en place reste simple, rapide et économique, même pour des structures de taille réduite.
La technologie permet également un diagnostic à distance des capteurs, ce qui facilite la maintenance et limite les arrêts imprévus. Les brasseries peuvent ainsi suivre leurs équipements en temps réel et anticiper les interventions avant qu’elles n’impactent la production.
Autre atout clé : la flexibilité. IO-Link s’adapte facilement aux changements de recette et aux lots de petite taille, typiques des brasseries artisanales, tout en réduisant les risques d’erreurs humaines lors des réglages.
Enfin, l’automatisation apportée par IO-Link renforce la traçabilité et la qualité produit. Compatible avec les exigences d’hygiène et les procédures de nettoyage en place (NEP), la solution garantit un process stable et maîtrisé pour chaque étape de production.
C’est ce type d’approche qui a déjà séduit plusieurs brasseries artisanales en Europe. L’exemple de Skanderborg Bryghus illustre comment IO-Link permet de combiner traçabilité, qualité produit et automatisation au service d’une production artisanale mais résolument tournée vers l’industrie 4.0.
Conclusion
ifm propose une large gamme de capteurs industriels performants qui permettent aux brasseries, petites ou grandes, de surveiller leurs processus de manière fiable et économique. Dans ce cadre, l’IO-Link assure non seulement un haut niveau d’automatisation et de sécurité, mais garantit aussi une qualité constante des produits finis. L’exemple de Skanderborg Bryghus illustre bien ces bénéfices, mais il s’applique tout autant à d’autres brasseries qui souhaitent gagner en efficacité tout en maîtrisant leurs coûts. La brasserie Io n’est pas un concept du futur : c’est une réalité accessible dès aujourd’hui, grâce à IO-Link.
Découvrez nos capteurs IO-Link ou contactez nos équipes pour en savoir plus.
FAQ – IO-Link et son rôle dans une brasserie
- Qu’est-ce qu’une IO brasserie ?
Une IO brasserie désigne une brasserie équipée d’un réseau IO-Link, un protocole de communication standardisé permettant de connecter capteurs et actionneurs à l’automatisation de la production.
- Pourquoi utiliser IO-Link dans une brasserie ?
IO-Link simplifie l’intégration des équipements, améliore la connectivité et permet un pilotage en temps réel des procédés de brassage. Cela se traduit par plus de fiabilité, de flexibilité et une meilleure traçabilité des lots.
- Quels capteurs peut-on connecter à IO-Link ?
Des capteurs de pression, de niveau, de température, de débit ou encore des détecteurs de position peuvent être reliés à IO-Link pour assurer un contrôle précis de chaque étape du process.
- Est-ce adapté aux brasseries artisanales ?
Oui. IO-Link s’intègre aussi bien dans de grandes installations que dans des brasseries artisanales, grâce à son approche modulaire et évolutive, adaptée aux besoins et aux budgets variés.
- IO-Link et nettoyage : est-ce compatible avec l’hygiène alimentaire ?
Les capteurs IO-Link existent en version hygienic design, conçus pour résister aux lavages intensifs (CIP/SIP) et aux environnements exigeants de l’industrie agroalimentaire.
- Quels sont les bénéfices concrets d’un réseau IO-Link en brasserie ?
Un réseau IO-Link améliore la qualité produit, réduit les arrêts machines, facilite la maintenance et optimise la consommation d’énergie et de matières premières, contribuant ainsi à une production plus efficace et durable.
