Plus de shampooing, moins de rebuts

FLOWave sépare clairement les étapes de production

La fabrication de cosmétiques est soumise à de strictes directives de qualité et d’hygiène, tout comme dans le secteur pharmaceutique, de la biotechnologique ou alimentaire. C’est pourquoi les installations de production doivent être nettoyés régulièrement en cas de changement de charge ou de produit. Le processus de production doit cependant se dérouler de manière aussi efficace que possible. Les débitmètres qui identifient rapidement et très précisément un changement de milieu impliquent ici un potentiel d’optimisation considérable, car ils aident à différencier précisément les produits, les produits de nettoyage et leurs phases de mélange. Cela permet de clairement dissocier les étapes de production et de réduire les déchets, p. ex. dans la production de shampooings de haute qualité.

Le débitmètre en ligne fonctionne selon le procédé breveté SAW (Surface Acoustic Waves) et détecte de manière fiable les changements de fluide. L'avantage de ce procédé est également qu'il n'y a pas d'encastrements ou de rétrécissements et donc pas d'espaces morts dans le tube de mesure.

Potentiel d'optimisation du transfert de produits

Sur le site de Bielefeld, la société Dr. Kurt Wolff GmbH & Co. KG fabrique, sur une installation de production centrale, différents shampooings connus, par exemple, sous les marques commerciales Alpecin et Plantur. Après la production, ils sont stockés temporairement dans quatre cuves pour le processus de remplissage suivant.

À chaque changement de produit, les tuyaux doivent être nettoyés et désinfectés. Aucune eau résiduelle ne doit se retrouver dans le shampooing, car cela affecterait la qualité. Cependant, il reste forcément de l’eau résiduelle dans les tuyaux après chaque phase de nettoyage. C’est pourquoi jusqu’à présent, les premières secondes du transfert devaient être éliminées. À la fin du transfert dans les réservoirs de stockage, il y a également une phase de mélange. Afin de pouvoir utiliser autant que possible les restes de produits qui se trouvent encore dans les conduits avant le prochain nettoyage, ils sont éjectés avec de l’eau froide. La première partie a été acheminée dans les réservoirs de stockage, le reste nettement plus conséquent se retrouve dans l’évacuation.

« Nous avons vu un potentiel d’optimisation lors du transfert de l’installation de fabrication vers les réservoirs de stockage. En effet, il y a deux phases de mélange de produit et d’eau, qui produisent beaucoup de rebuts jusqu’à présent. On perdait donc beaucoup de produit pendant les deux phases de mélange, car dans le passé, nous devions travailler avec des valeurs temporelles estimées qui ne correspondaient pas autant à chaque produit. Notre objectif était d’économiser des litres de rebuts et des coûts inutilement élevés pour le traitement des eaux usées. »

Nils Gorowicz, Ingénieur de production chez Dr. Kurt Wolff

Un capteur pour le débit, la température et le coefficient de densité

C’est pourquoi on a cherché un capteur en mesure de reconnaître les phases de mélange au début et à la fin du transfert – donc à chaque changement de produit avant et après le nettoyage – avec une reproductibilité élevée en quelques millisecondes, et ceci avec différents milieux visqueux. En parallèle, il doit convenir aux utilisations hygiéniques et ne doit pas être endommagé par les composants des shampooings ou des produits de nettoyage. La difficulté était que la structure de l’installation existante et relativement neuve ne devait pas être modifiée. Le capteur devait donc trouver sa place dans les conduites sans affecter les conditions fluidiques. 

Les producteurs de shampooing de Bielefeld ont trouvé ce qu’ils cherchaient dans le portefeuille de produits de Bürkert. Le choix s’est porté sur le débitmètre FLOWave. Il fonctionne selon l’innovant procédé SAW (Surface Acoustic Waves) et utilise donc la vitesse de diffusion des ondes de surface acoustiques dans les liquides. Grâce à cette technologie, le système de mesure peut se passer d’éléments de capteur dans le tube de mesure. Cela comporte plusieurs avantages : aucun élément dans le tuyau de mesure, cela signifie ni fuites, ni intolérances aux matériaux ou maintenances. Il n’y a pas non plus de chute de pression et le nettoyage est facile. Dans le processus, le capteur se comporte comme un tuyau. Il est en acier inoxydable de qualité, il n’y a pas d’espace mort et toutes les exigences en matière d’hygiène sont remplies. Ceci est confirmé par plusieurs certificats tels qu’ASME BPE et EHEDG. Le capteur peut déterminer bien plus que le débit volumique avec une précision de 0,4 % de la valeur de mesure. Il mesure simultanément la température et le facteur de densité du milieu. Cela permet de distinguer de manière fiable s’il y a du shampooing ou de l’eau dans la conduite. Le capteur mesure très rapidement. L’écart entre les mesures n’est que de quelques millisecondes et la reproductibilité est particulièrement élevée avec 0,2 %.

Bonne coopération, installation simple et mise en service simple

Mais ce n'est pas seulement sur le plan technique que le débitmètre SAW a convaincu.

Bürkert était présent sur place et a apporté un soutien actif tant pendant la phase de test que lors de la mise en service. Le projet s’est déroulé rapidement et la collaboration a été fluide. L’équipe de service Bürkert a résolu rapidement les problèmes du début avec la connexion au réseau lors de la mise en service. Le transmetteur FLOWave est basé sur la plateforme électronique EDIP (Efficient Device Integration Platform), qui permet la mise en réseau avec d’autres appareils Bürkert en un système intelligent. Cela permet la connexion à Profinet des quatre débitmètres à travers une passerelle ME43 commune . Cela a facilité non seulement l’intégration dans l’installation existante, mais simplifie également l’utilisation des appareils. La passerelle disposant d'un serveur web intégré, l'accès à distance est en principe également possible via OPC UA.

Aussi facile à installer qu'un morceau de tuyauterie

La taille compacte et le poids léger des FLOWaves permettent une installation facile. Pour une largeur nominale de 50 mm, le débitmètre ne pèse que 3,5 kilogrammes, donc légèrement plus qu’un morceaux de tuyau de la même taille. Une personne peut donc le monter facilement. La position de montage est au choix, l’affichage peut donc être ajusté de manière bien lisible et le débitmètre est facile d’accès pour la configuration à la mise en service. En fonctionnement, le débitmètre SAW consomme peu d'énergie.

Débitmètre en ligne FLOWave (à gauche) et passerelle ME43 (à droite), qui prend en charge tous les protocoles Industrial Ethernet courants et les interfaces de bus de terrain.

Processus de production à l'épreuve du temps pour les cosmétiques et les soins corporels

Le principal défi de l'industrie des cosmétiques et des soins corporels : une productivité élevée en utilisant peu de ressources. Les objectifs communs sont la réduction des émissions de CO2, la réduction des coûts d'exploitation et l'amélioration de la qualité des produits. Les solutions intelligentes d'automatisation des processus de Bürkert pour toutes les phases de production offrent à l'opérateur un contrôle maximal du processus : pour une régulation efficace de vos matières premières de base et de vos produits finis tels que les crèmes, les lotions, les shampooings ou les dentifrices.

L’avenir de la mesure de débit sans contact : type 8098 FLOWave

Éprouvé, innovant et fiable dans le secteur depuis des années : optimisez votre mesure de débit avec le débitmètre hygiénique type 8098 FLOWave de Bürkert et faites passer au niveau supérieur vos processus industriels dans l’industrie pharmaceutique et biotechnologique ainsi que dans l’industrie alimentaire et des boissons !