Tirer parti de la mesure Brix en ligne pour la surveillance des eaux usées dans la fabrication d'aliments et de boissons

Comment le réfractomètre de procédé en ligne Vaisala permet des mesures et un contrôle précis du Brix et de la concentration pour optimiser la surveillance des eaux usées

L'une des coopératives de l'industrie agroalimentaire les plus prospères au monde avait besoin de maintenir un contrôle de qualité exceptionnel et d'optimiser les opérations dans l'une de ses installations pour une efficacité maximale. Alors que les entreprises du secteur agroalimentaire s'efforcent de maintenir la cohérence de leurs produits, de réduire les déchets, de conserver les ressources et de réduire leur empreinte environnementale, il est vital de pouvoir mesurer avec précision différents paramètres.

Le défi : surveillance en temps réel pour garantir la conformité et optimiser les opérations

La coopérative croit que l'alimentation peut contribuer à améliorer la santé des personnes et de la planète. Une partie de cet engagement en faveur du développement durable implique la mise en place d'opérations et de chaînes d'approvisionnement efficaces et respectueuses de l'environnement.

Des audits réguliers des installations de fabrication de la coopérative garantissent que son entreprise applique des pratiques significatives et efficaces en matière de travail, d'éthique, de santé, de sécurité et d'environnement. De plus, la coopérative recherche constamment de nouvelles façons d'améliorer ses processus afin de fournir des aliments accessibles, abordables et nutritifs aux personnes du monde entier.

Produisant 24 millions de caisses de produits par an, l'usine de fabrication de la coopérative surveille les flux d'eaux usées provenant de la production pour détecter les niveaux de sucre excessifs. Des installations comme celles-ci doivent surveiller et contrôler la charge organique dans les cours d'eau, car un excès de matières organiques (notamment les sucres) dans les flux d'eaux usées peut entraîner des amendes, des pénalités et même des fermetures.

La qualité de l'eau doit être définie avant de pouvoir être traitée et recyclée. Les méthodes traditionnelles de mesure de la qualité de l'eau comprennent les tests de carbone organique total (COT) et de demande chimique en oxygène (DCO). Habituellement déterminée parallèlement à la DCO dans le traitement des eaux usées, la demande biochimique en oxygène (DBO) est une autre mesure essentielle que les autorités industrielles doivent comprendre.

La DBO est la mesure de la quantité d'oxygène dissous nécessaire pour éliminer les déchets organiques de l'eau par décomposition sur une période étudiée. Les polluants organiques sont problématiques pour l'environnement car leur processus de décomposition consomme l'oxygène contenu dans les eaux réceptrices. Une valeur de DBO plus élevée indique généralement un niveau de pollution de l'eau plus élevé, tandis que des niveaux de DBO plus faibles suggèrent une eau moins polluée et plus propre.

Dans le secteur de l'alimentation et des boissons, la DBO est principalement liée à la teneur en sucre. En mesurant la teneur en sucre des flux d'eaux usées, les opérateurs peuvent garantir que les déchets organiques ne se retrouvent pas dans le produit fini, mais bien dans les égouts. Les installations comme celles de la coopérative doivent détourner une quantité négligeable d'eaux usées vers un traitement interne avant de les laisser pénétrer dans les cours d'eau municipaux. Si les niveaux de sucre sont trop élevés sur place, les eaux usées doivent être stockées et expédiées vers une installation de traitement tierce, ce qui augmente les coûts d'exploitation.

Conformément aux normes industrielles précédentes, le flux d'eaux usées de l'installation n'était pas surveillé de manière continue. Par conséquent, l'équipe dirigeante de la coopérative a cherché à recueillir des informations sur les rejets de matières organiques de l'installation et sur la manière dont ses équipes d'ingénierie, de maintenance et d'exploitation peuvent mieux surveiller les événements liés aux déchets à haute résistance afin de garantir qu'aucun problème ne survienne à l'avenir. En utilisant les informations d'un test DBO de cinq jours, la coopérative a pu reconnaître un composite sur certains jours avec des rejets, mais avec le temps écoulé entre les tests, les informations étaient déjà obsolètes, ce qui rendait la détermination de la cause profonde d'un événement extrêmement difficile.

Finalement, les différentes équipes de la coopérative sur le site ont choisi d'installer un système de surveillance capable de séparer automatiquement les flux d'eaux usées en fonction des niveaux Brix entrants.

La solution : utiliser le réfractomètre de procédé en ligne Vaisala pour détecter le sucre dans les eaux usées

L'usine de fabrication de la coopérative a utilisé des instruments de Vaisala dans diverses applications de production pendant plus de 15 ans, obtenant « un grand succès avec les instruments et leurs capacités ».

Un ingénieur de projet principal de l'installation a reconnu qu'une autre usine de la coopérative utilisait ce type d'instrument pour une application de traitement des eaux usées et était curieux de savoir si le réfractomètre pouvait être utilisé pour détecter le sucre dans les eaux usées.

Comme la surveillance de la DBO est essentielle pour avertir la station d'épuration d'une concentration excessive de matière organique, la coopérative avait besoin de connaître la DBO entrante pour maintenir le processus de traitement en bon état et en conformité. Pour contrôler efficacement les flux d'eaux usées et avertir la station d'épuration des charges exceptionnelles, l'instrument de mesure doit être fiable et opérationnel à tout moment.

Réfractomètre de procédé Vaisala

Idéal pour les applications dans lesquelles la surveillance en ligne et le contrôle peuvent contribuer à améliorer la qualité des produits et à réduire les coûts, le réfractomètre de procédé permet des mesures et un contrôle précis du Brix et de la concentration en ligne.

L'appareil autonome mesure, affine, gère et indique les informations Brix et de diagnostic, garantissant les avantages suivants :

• Contrôle solide de la qualité des produits.
• Réponse rapide aux écarts de qualité du produit.
• Élimination de la contamination du produit.
• Étiquetage exact des produits.
• Optimisation de la consommation d'énergie et de matières premières.
• Amélioration de l'efficience globale de la production.
• Efficacité de production, capacité et rendement plus élevés avec des besoins de maintenance minimes.
• Réduction des déchets.
• Diminution du risque de rappels de produits, de ventes perdues et de frais juridiques.
• Produits conformes aux attentes du client en termes d'apparence, sensation buccale et goût.

Tirant parti des connaissances de l'autre installation et des discussions avec l'équipe Vaisala et son partenaire de distribution, la coopérative agroalimentaire a conclu que le réfractomètre Vaisala serait idéal pour la surveillance de la DBO dans les flux d'eaux usées.

Avantages : contrôle continu du procédé en temps réel sans compromettre la précision des mesures

Une fois la bride d'accouplement du capteur ajoutée à la tuyauterie existante, le réfractomètre de procédé en ligne Vaisala a été mis en ligne et s'est facilement intégré au système PLC sur site sans problème.

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« Le réfractomètre Vaisala fournit des informations en temps réel sur ce qui se passe à l'intérieur de l'usine », a déclaré Michael Kohlmann, directeur régional des ventes chez Vaisala. « Une fois le compteur Vaisala installé, il a permis à son équipe d'identifier les délais spécifiques au cours desquels des perturbations ou des interruptions de procédé se sont produites afin de diagnostiquer plus précisément les causes profondes de ces problèmes et d'éliminer les gaspillages. »

Étant donné que les eaux usées générées par la production doivent être surveillées pour garantir le respect des réglementations environnementales, le principal avantage pour la coopérative de cette installation a été la réduction en pourcentage de la DBO.

Grâce au réfractomètre de procédé en ligne Vaisala, la coopérative a pu économiser des coûts à six chiffres dans cette seule installation. La coopérative a également pu éviter les surcharges, réduire les pertes matérielles et optimiser ses procédures opérationnelles. Disposer d'un système de surveillance plus précis qui permet à ses équipes de savoir quand ces perturbations des processus se produisent permet à la coopérative de résoudre ses défis critiques en matière de production agroalimentaire.

La coopérative reconnaît que la durabilité de ses installations de production est directement liée à ses pratiques de traitement des eaux usées. Étant donné que les concentrations élevées de matières organiques doivent être détectées rapidement pour garantir le bon fonctionnement du système de traitement de l'eau, le réfractomètre Vaisala est idéal pour surveiller et traiter les flux d'effluents dans les installations de fabrication de la coopérative avant leur rejet.

Fournissant des alarmes fiables pour les niveaux élevés de concentration de matières organiques entrantes, le réfractomètre Vaisala aide les fabricants à améliorer avec succès l'efficacité des procédés, à utiliser les ressources de manière plus durable et à maximiser la capacité tout en maintenant la qualité, en réduisant le gaspillage de produits et en éliminant les arrêts imprévus coûteux.