Informations. Etude et réalisation. d installations, de machines, appareils. et équipements pour. I industrie sucrière,

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1 Informations 39/2001 Etude et réalisation d installations, de machines, appareils et équipements pour I industrie sucrière, I industrie d amidon et de fécule, I industrie chimique et I industrie alimentaire Séchage Génie de I environnement

2 Préface Bonjour chère lectrice, bonjour cher lecteur, Tout comme les marchés européens et mondiaux se modifient, nous devons nous aussi changer et nous adapter. Au cours des derniers mois, nous avons déployé des efforts importants pour restructurer notre société, efforts qui maintenant sont en grande partie achevés. Nous avons augmenté notre efficacité et nous nous présentons avec une équipe aussi jeune qu expérimentée. La société BMA est économiquement saine, elle dispose de ressources considérables et se voit à même de développer ses activités traditionnelles et d en créer de nouvelles. Des modifications judicieuses relatives à l organisation et au personnel, une nette augmentation du budget de développement et la création d une équipe englobant tous les domaines de produit et regroupant des ingénieurs hautement qualifiés dans les domaines de la technique des procédés industriels, de la chimie, de la thermodynamique et de la science des matières, pour des tâches dans les domaines de la recherche et du développement, dans l étude et le service dans l installation d essai et de recherche, le Technikum, contribueront au fait que nous opérons de façon encore plus efficace et avec plus de succès sur les marchés européens et mondiaux - et nous espérons bien que cela sera à votre profit, donc au profit de nos clients. Cela vaut aussi bien pour la société appartenant au même groupe que nous-même, BMA Groep Nederland B. V., et sa société filiale, Uticon Dynatherm B. V. aux Pays-Bas. Ensemble, nous nous réjouissons de la poursuite de nos bonnes relations de travail. Meilleures salutations Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG Dr. Rolf Mayer Carl-Gerrit Deilmann Siegfried Matusch (dans l ordre de leur représentation sur la photo)

3 BMA, SUGAR-Division 12 Diffuseurs de canne à sucre BMA de nouvelles installations au Viêt-nam et en Inde 14 Installations de diffusion BMA pour betteraves une innovation s impose 7 Nouvelles presses à pulpes BMA pour Brugelette et Ochsenfurt 10 Sucrerie de Frauenfeld introduction de la cristallisation continue 12 Centrifugeuses de la série B pour Brottewitz 13 Le plus grand sécheur à tambour de sucre de BMA 14 Bilan positif réacteurs à lit fluidisé BMA pour l épuration anaérobie des eaux résiduaires BMA, STARCOSA-Division 16 Installation pour la production de fructose cristallin 17 Cristalliseur pour Südzucker AG BMA, TAG DRYER-Division 18 Le plus grand sécheur de fructose dans le monde 19 Nouveau processus pour la production de sucre gélifiant 21 Séchage par atomisation pour Borculo-Domo-Ingredients 21 Dosage de CO 2 pour haute pression et basse pression BMA, Nederland 22 La gestion de l eau: Uticon Dynatherm lance une nouvelle activité 24 News & Personalities 1

4 Diffuseurs de canne à sucre BMA - de nouvelles installations au Viêt-nam et en Inde SUGAR-Division Pendant la mise en service à Khanh Hoa Cette année, les deux premiers diffuseurs de canne à sucre de la conception la plus récente (voir aussi les Informations BMA 37/1999) ont été mis en service avec succès. Les installations se trouvent chez Khanh Hoa Sugar au Viêt-nam et chez Arunachalam Sugars en Inde. Le succès de ces projets est essentiellement dû au perfectionnement permanent du diffuseur de sucre à canne réalisé par BMA. Les dernières étapes au cours des travaux inlassables de développement ont débouché sur le nouveau concept du diffuseur de canne à sucre BMA décrit cidessous. Outre les avantages connus jusqu à présent des diffuseurs pour la bagasse et la canne à sucre déjà souvent utilisés, d autres innovations ont été réalisées à titre supplémentaire: Consommation d énergie réduite Extraction élevée à quantité de liquide d imbibition réduite Réduction des coûts grâce à la fabrication locale élargie des composants principaux Fiabilité de service élevée Surtout en ce qui concerne le diffuseur de canne à sucre pour Arunachalam Sugar en Inde, la baisse considérable de la consommation d énergie du nouveau diffuseur BMA a constitué un critère décisif important. La sucrerie d Arunachalam Sugars à Thiruvannamalai dans l état fédéral de Tamil Nadu a dès le début été conçue de sorte que, lors du traitement de la canne à sucre et de la production de sucre, il soit possible de produire une quantité maximum d énergie pour alimenter le réseau. Non seulement la réduction de la consommation du diffuseur en vapeur a beaucoup contribué à cette fin, mais aussi l absorption par comparaison faible de l énergie électrique a été un critère important. Les trois éléments les plus importants en vue d atteindre une consommation d énergie électrique réduite sont énumérés ci-après: Application d un nouveau système d imbibition considérablement plus efficace, permettant d atteindre une réduction de la quantité du liquide d imbibition. Il en résulte une baisse des besoins en vapeur pour la station d évaporation. Le nouveau rouleau de prépressurage breveté retient beaucoup plus de liquide dans le diffuseur que d autres constructions; cela évite le refroidissement du liquide dans les moulins de pressurage, permettant ainsi d économiser la vapeur nécessaire au nouveau réchauffement pour atteindre la température de diffusion. Le nouveau système de nettoyage mécanique également breveté pour les chaînes de transport de la bagasse se distingue par une construction plus simple et plus fiable que les systèmes de nettoyage hydrauliques utilisés auparavant. Etant donné que le nettoyage se fait sans liquide, il n y a pas non plus de pertes thermiques. De plus, la recirculation inutile dans le diffuseur des particules de fibres déjà évacuées est ainsi supprimée. Inde: Une partie du diffuseur à Thiruvannamalai 2

5 Seuls les deux derniers points permettent de réduire la consommation de la vapeur dans l installation de diffusion à une valeur pouvant atteindre 10 %. La construction entière est réalisée en vue de pouvoir fabriquer le diffuseur de canne ou de bagasse, à l exception de quelques composantes clefs, chez le client, à proximité immédiate du lieu de l installation. Une autre optimisation de la construction pour augmenter la part de fabrication locale a rendu possible la fabrication locale de 95 % des deux diffuseurs décrits. L arbre d entraînement de conception nouvelle et le concept d entraînement y ont considérablement contribués. Outre les avantages financiers et la suppression des longs temps de transport, l utilisation des composants fabriqués sur site permet de faciliter le stockage des pièces de rechange et de rendre ce stock moins coûteux. Le système «Raintype» breveté, utilisé pour la première fois et servant à distribuer le liquide sur la couche de bagasse, permet d optimiser un diffuseur selon deux points de vue différents et cela en fonction du choix du type d application individuelle. Soit, il est possible d atteindre une extraction de saccharose plus élevée tout en maintenant les quantités d imbibition de pratique courante jusqu à présent, soit, l installation travaille à un taux d imbibition considérablement réduit tout en maintenant les valeurs d extraction actuelles. Cet objectif peut être atteint en aspergeant le liquide d imbibition de façon homogène sur la surface entière. L humidification continue et surtout homogène des couches de bagasse permet d obtenir les avantages mentionnés. La disponibilité élevée et la fiabilité de service des diffuseurs BMA ont été testées et prouvées dans beaucoup d installations. En raison de la réalisation constructive simple et de la construction robuste, adaptée aux conditions de service sévères, il est possible d exploiter les diffuseurs avec un minimum de personnel. Côté exploitant, on a indiqué que par rapport aux chaînes à moulin, les dépenses ont pu être réduites de 70 %. Lors de ce perfectionnement, on a de nouveau eu recours aux éléments constructifs du diffuseur déjà très souvent éprouvés, tels que le transporteur d alimentation de canne, le déchargeur rotatif de bagasse et le système de transport de bagasse avec des chaînes à blocs conçues par BMA. Grâce à sa construction simple, efficace et ne nécessitant pas de maintenance, le nettoyage mécanique des chaînes déjà mentionnés ci-dessus contribue considérablement, lui-aussi, à la fiabilité de service du diffuseur. Viêt-nam: Khanh Hoa Cane Sugar Factory

6 Installations de diffusion BMA pour betteraves - une innovation s impose SUGAR-Division La construction d une autre installation de diffusion verticale pour la sucrerie de Croswell, Michigan, aux Etats-Unis (Imperial Sugar Company) a confirmé le succès du perfectionnement du concept éprouvé, orienté par les exigences imposées par le marché et le progrès technique (voir aussi les Informations BMA 37/1999). Basé sur l idée fondamentale et sur l expérience acquise avec la première tour de diffusion de la nouvelle génération (tour 2000) dans la sucrerie hongroise de Szerencs d Eridania Béghin-Say, une nouvelle installation de diffusion a été étudiée et érigée pour Croswell. Elle a été mise en service à la date prévue au mois d octobre 2000, en remplacement de deux auges de diffusion horizontales qui ne répondaient plus à l état actuel de la technique et est conçue pour une capacité de traitement nominale de sht/d (4 535 t/j). Pour Croswell, BMA a livré, installé et mis en service avec succès les composants suivants: 1 Tour de diffusion Ø 7,0 m x 19,93 m 1 Malaxeur de cossettes à contrecourant Ø 4,5 m x 7,0 m avec démousseur 2 Pompes à cossettes Les résultats technologiques obtenus après la mise en service de l installation et ceux obtenus au cours de la campagne betteravière de longue durée ont entièrement répondu aux exigences. En raison du planning assez serré, il a fallu établir un déroulement spécial de la fabrication et du montage. Afin d être vraiment en mesure de procéder au montage sur site dans les délais disponibles, il a déjà au cours de la fabrication été nécessaire d appliquer une répartition entièrement nouvelle des parts de livraison BMA. On a ainsi préfabriqué les pièces de l arbre avec les pales de transport et l enveloppe, de façon à réduire le nombre des éléments de construction à monter sur site. Cela a permis de réduire considérablement la durée de montage et de contribuer de manière décisive à la réalisation du projet dans le planning étroit. Le soutirage du jus de la tour en passant par les grilles de fond et les grilles latérales représente l une des caractéristiques les plus typiques de la tour de diffusion BMA connue jusqu à présent. La charge maximale des grilles de fond est env. de 65 m 3 /[m 2 *h]. Cette valeur est délimitée par le paquet de cossettes qui est situé au-dessus et qui a des influences sur le courant. Des séries de test ont relevé que, contrairement au grilles de fond, le débit spécifique des grilles latérales peut être augmenté sans problème jusqu à 200 m 3 /[m 2 *h]. Sur la nouvelle tour de diffusion, le soutirage du jus de la tour se fait exclusivement par les grilles latérales de construction entièrement nouvelle. Calcul de la contrainte de comparaison sur le segment d arbre creux (MEF)

7 Au lieu de la grille de fond installée jusqu à ce jour, la partie inférieure de la tour est pourvue d un fond massif en acier résistant à la corrosion. Grâce à cette construction, le risque d endommagement de la grille de fond et des racleurs latéraux causé par des intrus est supprimé, ayant pour conséquence des frais de maintenance réduits. Un autre avantage décisif de la nouvelle construction du fond constitue le risque réduit d infections, ceci étant dû à la suppression des zones de jus fortement menacées par des infections, zones situées audessous des grilles de fond. Un fonctionnement considérablement plus stérile de la tour devient ainsi possible. Les grilles latérales sont entièrement intégrées dans l enveloppe extérieure, de sorte que les compartiments de jus classiques ont pu être supprimées, les grilles formant ainsi une paroi plane avec l enveloppe extérieure de la tour. La conception de l évacuation des jus à l intérieur et à l extérieur des grilles permet un passage à 100 %, évitant toute possibilité de formation de dépôts. La réalisation de la géométrie des pales de transport constitue un autre perfectionnement constructif. Le résultat technologique des procédés industriels dépend essentiellement de l espace de diffusion disponible qui est constitué par l espace annulaire entre la virole extérieure et l arbre de transport intérieur. L expansion possible de l espace de diffusion dans le sens radial est considérablement limitée par la longueur constructive possible des pales de transport et, en ce qui concerne la charge mécanique, par leur fixation sur l arbre de transport. A l aide des méthodes de calcul les plus sophistiquées, comme par exemple la MEF (méthode des éléments finis), une nouvelle forme de pales de transport a été réalisé ayant pour but d agrandir l espace de diffusion avec un diamètre extérieur de la tour de diffusion inchangé. L entraînement de l arbre de transport de la tour de diffusion est réalisé moyennant plusieurs unités d entraînement à vitesse réglable. Afin d assurer la transmission sûre et exempte de perturbations des couples élevés qui se produisent lors du service avec une tour fortement remplie, BMA a développé avec des entreprises spécialisées en réducteurs, un entraînement spécial, dont les pignons d entraînement sont logés de façon flexible, de sorte que le parallélisme des flancs par rapport à la grande roue soit toujours assuré. Le couple transmis par une unité d entraînement est constamment mesuré et contrôlé. Pour un rapport de réduction modifié entre le pignon et la grande roue, ce concept d entraînement prévoit une réduction des unités d entraînement, maintenant exécutés comme réducteurs planétaires et disposés de façon centrique. Comme c est le cas pour le malaxeur de cossettes à contre-courant, un accouplement de sécurité protège, ici aussi, les entraînements contre les surcharges extrêmes. La détermination de neuf diamètres de tours différents avec à chaque fois trois longueurs de diffusion permet de réaliser la série standard des installations de diffusion BMA représentée ci-dessous. Simultanément, la série des malaxeurs de cossettes à contre-courant BMA a également été révisée et élargie. La tour de diffusion à Croswell Elements de la tour dans les ateliers de BMA 5

8 SUGAR-Division Le plus grand malaxeur de cossettes à contre-courant du monde avec un diamètre de 8,2 m et une longueur de 10 m, étudié pour une capacité de traitement de sht/d ( t/j), a récemment été mis en service, lui aussi, aux Etats-Unis, chez Southern Minnesota Beet Sugar Coop. à Renville (voir les Informations BMA 38/2000). Avec le nouveau concept et la série de construction élargie, les installations de diffusion de betteraves permettent d atteindre dans une seule unité des capacités de traitement journalières de plus de t. Cossettes/ jus Nouvelle construction de la partie inférieure de la tour jus de circulation Traitement de Malaxeur de cossettes betteraves* Tour de diffusion à contre-courant [t/j] Diamètre [m] Diamètre / Longueur [m] ,5 4,2 / 7, ,0 4,7 / 8, ,6 5,2 / 8, ,2 5,6 / 8, ,9 6,0 / 8, ,9 6,0 / 8, ,6 6,7 / 8, ,6 6,7 / 8, ,6 7,5 / 9, ,0 7,5 / 9, ,0 8,2 / 10, ,6 8,2 / 10, ,6 9,0 / 11, ,6 9,0 / 11,0 Les longueurs de diffusion de la tour varient en fonction du cas d application et de la taille de l installation. * en tonnes métriques 6

9 Nouvelles presses à pulpes BMA pour Brugelette et Ochsenfurt Pour la dernière campagne, BMA a obtenu les commandes pour la livraison d une presse à pulpes à haute performance pour l établissement de Brugelette de la Raffinerie Tirlemontoise S.A. en Belgique ainsi que pour la sucrerie d Ochsenfurt de la Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt. Les deux presses sont réalisées comme exécution longue (L) de la série HP 4000 déjà éprouvée depuis bien longtemps avec un diamètre du manchon perforé de mm et d une longueur d arbre de mm. Bien que l aspect extérieur des deux presses soit entièrement identique, elles présentent pourtant des caractéristiques de construction différentes. Alors que la presse à pulpes installée à Ochsenfurt est utilisée pour des plages de pressage supérieures à 30 % de matière sèche, la presse de Brugelette est prévue pour la production de pulpes pressées qui ne sont pas séchées mais directement données à l utilisateur. Pour cette fin d utilisation, c.-à-d. pour la production de pulpes pressées destinées au traitement ultérieur pour la fabrication d aliments pour le bétail, soit directement, soit comme fourrage préparé en silo, il est insensé de presser en utilisant de l énergie électrique pour obtenir des teneurs en matière sèche élevées pour ensuite ajouter de l eau avant de céder les pulpes pressées à l utilisateur final. La sucrerie de Brugelette se trouve dans la situation avantageuse de n exploiter aucune séchage de pulpes, étant donné que la totalité des pulpes pressées est directement cédée à l utilisateur - plus une petite part de pulpes humides. L exigence posée à BMA a donc été la réalisation d une presse en mesure de produire plus de 50 t de pulpes pressées par heure à une matière sèche minimum de 24 %. Le diagramme de performance de la HP 4000 L/W Pulpes pressées (t/h) avec apport de gypse sans apport de gypse Pulpes pressées (% de MS) 7

10 SUGAR-Division La presse à pulpes HP 4000 L/W à Brugelette 8

11 Seule une presse qui, en comparaison à l exécution normale construite jusqu à ce jour, travaille pour atteindre des teneurs en matière sèche élevées avec une épaisseur de la couche plus épaisse et à une pression de pressage plus faible, peut servir dans ce cas d application. Le type de presse W récemment développé avec une géométrie de l arbre modifiée remplit ces exigences de façon idéale, comme l a prouvé aussi récemment la vérification des garanties réalisée avec succès. Dans ce cas, on a obtenu en moyenne de plusieurs séries d essais 55,4 t de pulpes pressées par heure avec une matière sèche de 25,6 %, l apport de gypse dans le liquide d extraction étant faible et pas toujours constant. Cette nouvelle presse est conçue en tant qu élargissement de la série proposée jusqu à ce jour et couvre les plages situées entre 23 et 27 % de MS à des capacités de traitement conformément plus élevées. Le type de presse W est également construit comme HP 3000 et HP 4000, mais seulement avec 2 longueurs d arbre ( mm et mm). Les essais ont montré que ce type de presse présente également un comportement différent en ce qui concerne le débit et la teneur en matière sèche avec ou sans apport d auxiliaires au pressage. Comme on peut supposer qu en cas de peu de matière sèche souhaitée il n existe pas de tendance à l apport d auxiliaires, cette presse est également appropriée à ces cas d application, mais toutefois avec des performances réduites. Le diagramme des performances montre les débits d une HP 4000 L/W auxquels on peut s attendre et cela en fonction de la teneur en matière sèche avec et sans apport de gypse au liquide d extraction. Lors de l achat de la presse pour l établissement d Ochsenfurt, il importait pour la Südzucker AG que la station de presses, qui comprend surtout des presses horizontales à arbre double, soit nettement soulagée, afin d alimenter les pulpes pressées vers le séchage des pulpes avec des teneurs en matière sèche moyennes les plus élevées possibles. Dans ce cas, BMA a utilisé l exécution standard de la presse HP 4000 avec la longueur d arbre maximale (L), les conditions préalables pour les exigences imposées étant ainsi données. La vérification de la performance de deux jours, réalisée dans la plage accordée entre 30 et 32 % de MS, a eu pour résultat un débit moyen de 33,6 t/h à une matière sèche de 30,8 %. Comme cela a déjà été démontré lors d autres tests de performance et de marches de garantie, il s est ici de nouveau avéré combien la conduite constante de l installation de diffusion est importante pour le service des presses. Les influences de la température d extraction, le ph et la dureté du liquide d extraction sont généralement connues et peuvent être définies, pourtant, les facteurs tels que l expulsion régulière des pulpes humides, la qualité des cossettes, le soutirage du jus brut, la teneur résiduelle en sucre et la teneur en matière sèche des pulpes humides jouent un rôle non négligeable. Tandis que les paramètres mentionnés ci-dessus peuvent, à quelques exceptions près, être influencés, la nature des betteraves, elle, reste une grandeur inconnue, changeant souvent. Ici, il s agit d un produit de la nature, soumis à des changements et dont les caractéristiques ne dépendent d aucune norme. L influence de la teneur en marc, influencée aussi par les variations en fonction de la région cultivée, même en cours de campagne, se manifeste tant lors de l extraction que lors du pressage des pulpes humides. La durée entre la récolte et le traitement des betteraves, elle-aussi, a une influence sur le travail d extraction et de pressage. Chaque presse à pulpes est soumise à ces influences, indépendamment du type et du fabricant. Mais il est important d être conscient de ces influences et de leurs répercussions sur le travail de pressage. 9

12 Sucrerie de Frauenfeld - introduction de la cristallisation continue SUGAR-Division Après la transformation entière pour les campagnes 1990 et 1991 de l atelier de cristallisation de la sucrerie et raffinerie d Aarberg en Suisse côté sucre blanc, sucre roux et bas produit pour fonctionner avec des appareils à cuire continus BMA (voir aussi les Informations BMA 30/1992), on commence dans le cadre de la réhabilitation de l atelier de cristallisation dans l établissement de Frauenfeld des sucreries d Aarberg et Frauenfeld AG à équiper une partie des installations avec des appareils à cuire continus. Pour la campagne 2000, BMA a livré et mis en service un appareil à cuire continu (VKT) pour bas produit avec une capacité de traitement de 25 t/h et un appareil à cuire discontinu pour pied de cuite avec un volume de masse cuite de 60 t et une surface de chauffe de 385 m 2. Il s est avéré que grâce à la très bonne transmission thermique sur les tubes de chauffe et au bas niveau de remplissage de masse cuite, il a été possible de rester pour la conception de l appareil à cuire continu env. 0,2 bars (égale à 6 Kelvin) inférieur à la pression de la vapeur de chauffe étudiée de 1,0 bar (abs.). L optimisation du réglage de la pression des vapeurs - comme déjà réalisée pour d autres VKT - a permis d atteindre une pression très constante, ce qui constitue une condition préalable importante pour obtenir constamment une bonne qualité des cristaux. La VKT de bas produit avec un volume de masse cuite de 60 t 10

13 De plus, en raison de la charge régulière, la durée de service de la VKT a été considérablement prolongée, de sorte que lors du nettoyage à l eau bouillante prévu après 50 jours d opération, on a pratiquement pas constaté d incrustations dans les zones du faisceau et de la calandre. Ces résultats excellents, également en ce qui concerne la réduction de la pureté dans la solution mère, ont mené à la vérification des garanties sans aucun problème. Le concept de la cristallisation continue jouera également un rôle important dans l avenir de la sucrerie de Frauenfeld: Pour la prochaine campagne, ce sera la cristallisation de sucre roux qui passera du service discontinu au service continu. BMA étudiera et fournira une cascade de sucre roux à fonctionnement continu (VKH), comprenant 4 appareils à cuire. Le débit sera de 55 t de masse cuite de sucre roux par heure. Lors de l élaboration de l étude d implantation et de tuyautage, il faut prendre en considération qu avant la véritable campagne, une campagne dite de sucre biologique a lieu pendant laquelle une partie des appareils en cascade est utilisée pour la production discontinue de sucre roux biologique. L application de la cristallisation continue dans les stations de sucre roux et de sucre de bas produit permet de prélever des effets de la station d évaporation montés en aval la vapeur de chauffe nécessaire, signifiant que la concentration du jus dense est plus élevée, à besoin total en vapeur réduit pour l atelier de cristallisation. VKT et VKH dans la sucrerie de Frauenfeld VKT de bas produit VKH de sucre roux Nombre de compartiments 4 4 Diamètre [mm] Surface de chauffe [m 2 ] Production de masse cuite [t/h] Pureté de masse cuite [%] Teneur en matière sèche de masse cuite [%] Débit massique de pied de cuite [t/h] 6,7 12,4 Capacité évaporatoire [t/h] 4,3 9,7 Pression des vapeurs de cristallisation [bar abs.] 0,2 0,2 Pression de la vapeur de chauffe [bar abs.] 1,0 0,7 La VKH pour sucre roux 11

14 Centrifugeuses de la série B pour Brottewitz SUGAR-Division La B 1750 avec séparation des égouts interne Au mois de janvier 1999, BMA a obtenu les commandes de la Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt pour la livraison de sept centrifugeuses de la série B avec un volume de remplissage de 1750 kgs. Trois de ces machines ont été prévues pour la sucrerie de Brottewitz, trois pour la sucrerie de Wabern et une pour la sucrerie de Leopoldsdorf d AGRANA Zucker und Stärke AG en Autriche (voir aussi les Informations BMA 38/2000). A Brottewitz, les trois centrifugeuses B 1750 sont utilisées pour le turbinage de sucre blanc 2 et de masse cuite de sucre roux, une centrifugeuse pouvant passer du traitement d un produit à un autre et pouvant donc être utilisée pour le traitement des deux produits. Comme équipements spéciaux sont à mentionner la séparation des égouts interne ainsi que la commande développée par BMA. Outre la livraison des centrifugeuses, BMA a obtenu la commande pour la réalisation de la conception de l implantation et l élaboration du plan de charge de la construction métallique. Lors de la conception de la construction métallique, deux emplacements de réserve pour des élargissements futurs ont déjà été pris en considération. Il a été prévu de démonter complètement les sept centrifugeuses plus anciennes en service pour sucre blanc et sucre roux. Il a fallu trouver une solution d implantation permettant de ne pas changer la position d origine de la rigole de transport vibratoire existante pour sucre blanc et la station de dissolution pour sucre roux. Pourtant, en raison des dimensions plus élevées des centrifugeuses neuves, il a été nécessaire de remplacer l ancienne charpente support par une nouvelle plus élevée de mm. Grâce à l exécution spéciale plus haute de 200 mm de la cuve de la centrifugeuse, il a été possible d obtenir de la hauteur supplémentaire. Un moteur 267 kw à 6 pôles assure l entraînement des centrifugeuses utilisées. Il est alimenté en énergie par un convertisseur de fréquence 400 kva avec restitution intégrée de l énergie à la ligne. Cette construction a pour conséquence que le moteur est très compact. Le courant restitué lors de l opération de freinage est pratiquement sinusoïdal, évitant ainsi les influences négatives du convertisseur sur le réseau. Le pupitre de commande utilisé est un développement BMA. En raison de l expérience acquise au cours de longues années dans ce domaine, il se distingue par sa grande commodité d utilisation. Dans ce pupitre opérateur se trouvent intégrés quelques éléments de la partie électrique de la centrifugeuse, dont la commande par ordinateur industriel constitue la partie centrale. Cela permet de réduire le travail de câblage entre la machine et la salle de commande, supprimant ainsi les influences négatives entre câbles de puissance et lignes de commande. La visualisation associée est assurée par un écran TFT en couleurs à fort d éclairement de 10,4", permettant d informer l opérateur rapidement et complètement sur l état et la fonction de la centrifugeuse. Pour la mise en service à la mi-septembre 2000 et outre les travaux d ajustage et de réglage mécanique et électrique, BMA a installé, en étroite coopération avec la sucrerie de Brottewitz, un couplage sur le système de gestion de processus permettant de commander les centrifugeuses depuis le poste de gestion de processus. La livraison des équipements a eu lieu dans les délais demandés. Le montage, assisté par des spécialistes BMA, a été réalisé sans problème. En raison de la situation locale, il n a pas été possible d installer les machines comme machine complète. La construction modulaire des centrifugeuses permet cependant la livraison sous forme de sous-ensembles principaux prémontés qui peuvent être installés facilement sur le chantier en très peu de temps. Au cours de la dernière campagne, les machines ont fonctionné sans problèmes et de façon fiable; le nombre de charges garanti tant pour le sucre blanc que pour le sucre roux a été dépassé. 12

15 Le plus grand sécheur à tambour de sucre de BMA Le nouveau sécheur de sucre en remplacement de trois petits sécheurs Le plus grand tambour pour le séchage de sucre construit jusqu à présent par BMA est en service dans l établissement de Wanze de la Raffinerie Tirlemontoise S.A. en Belgique depuis le début de la campagne betteravière de l an Le tambour d un diamètre de mm se distingue par une capacité de traitement de 135 t de sucre/h. Il a été construit en remplacement de trois sécheurs/refroidisseurs à tambour plus petits et travaillant en service à surcharge, auxquels un refroidisseur à lit fluidisé avait été monté en aval, afin de réduire ainsi à une température acceptable la température du sucre à stocker. La réutilisation du sécheur à lit fluidisé existant constituait une condition obligatoire pour la réalisation de la nouvelle installation de séchage et de refroidissement de sucre. Par conséquent, il a fallu dimensionner et étudier le nouveau tambour de séchage de sucre en tenant compte de la capacité et de la puissance frigorifique du sécheur à lit fluidisé. Conformément aux exigences, BMA a prévu pour ce cas d utilisation un tambour de séchage de sucre travaillant en contrecourant, dans lequel le sucre est séché et refroidi à une température de l air de séchage extrêmement basse par soutirage de la chaleur propre pour atteindre une humidité résiduelle située entre 0,02 et 0,03 % et une température de 40 C. Outre le tambour de séchage de sucre, étaient également compris dans le volume de livraison BMA les filtres de l air de séchage, les ventilateurs nécessaires, les canaux de l air de séchage et une installation de dépoussiérage humide commune pour l air de séchage et l air de refroidissement. Les résultats regroupés ci-après des mesures réalisées par le client au mois d octobre de l an dernier montrent que la nouvelle installation de séchage répond en tous points aux attentes. Débit t/h Température du sucre à l entrée dans le tambour de séchage de sucre C Température de l air de séchage C Température du sucre à la sortie du tambour de séchage de sucre C Humidité résiduelle du sucre à la sortie du tambour de séchage de sucre < 0,02 % Température du sucre derrière le refroidisseur à lit fluidisé C Départ à Braunschweig

16 Bilan positif - réacteurs à lit fluidisé BMA pour l épuration anaérobie des eaux résiduaires SUGAR-Division Le réacteur dans la sucrerie de Wierthe Les résultats positifs obtenus avec les réacteurs à lit fluidisé anaérobies en service depuis 1995 prouvent que BMA en coopération avec la Nordzucker AG et l Institut de la Technologie des Glucides à l Université Technique de Braunschweig (Institut Sucrier) s est engagée dans la bonne voie pour le développement et le perfectionnement permanents de cette technologie pour traiter les eaux résiduaires des sucreries hautement chargées (à partir des essais dans de petits réacteurs d essai il y plus de 10 ans jusqu à la réalisation de réacteurs de grande capacité). Le principe de l épuration des eaux résiduaires anaérobie de très haute efficacité comme pré-étape la plus importante dans l ensemble du processus du traitement des eaux résiduaires est suivi dans le monde avec beaucoup d intérêt. La technologie à lit fluidisé pratiquée par BMA permet de dégrader des charges organiques élevées à de très faibles volumes, où des charges volumiques de 50 kg DBO/[m 3 *d] et plus sont possibles. Grâce aux microorganismes fixés sur le matériau porteur (granulés), il est, par rapport aux installations classiques, beaucoup plus facile de retenir la population de bactéries dans le réacteur. Des teneurs en calcium élevées dans les eaux résiduaires à épurer des usines, qui dans bien d autres installations ont souvent arrêté le fonctionnement de l installation, ont des répercussions nettement moins négatives sur le réacteur à lit fluidisé BMA. La raison principale à cela est que pendant l opération de nettoyage le matériau porteur chargé de bactéries à augmentation faible en poids spécifique (début de dépôts de chaux), est maintenu en mouvement ascendant, c està-dire en suspension, et participe donc activement au procédé de nettoyage. Ce n est qu au moment de la pollution intensive que le matériau porteur ne doit plus charger le processus ; il doit alors exister la possibilité d enlever du processus ce matériau et cela pendant le service. C est-à-dire que lorsque le poids spécifique du matériau porteur peuplé a augmenté à cause des dépôts de chaux, le courant ascendant régnant dans le réacteur ne maintient plus le matériau 14

17 Plan coté du tableau ci-dessous porteur en suspension, il descend dans la partie conique pour être évacué à partir de là. Cette classification qualitative est obtenue par l exécution spéciale de la partie inférieure du réacteur dans la zone d entrée. Un cône double disposé concentriquement par rapport à l axe vertical du bac, pénétrant en partie dans le cône inférieur, assure par la réduction de la section d affluence un courant ascendant plus fort dans cette zone. Par cela, les particules du matériau porteur spécifiquement lourdes, qui sinon descendraient, obtiennent une impulsion vers le haut. Seuls les particules devenues dans tous les cas lourdes et biologiquement inactives descendent ici malgré le courant plus élevé et peuvent être évacuées. Au total, il se produit sur toute la hauteur du réacteur une classification des particules peuplées dans la phase liquide. Les particules non chargées «flottent» dans la partie supérieure et la concentration de la charge augmente du haut vers le bas. Tant que le matériau porteur plus la masse bactérienne immobilisée, n a pas atteint un certain degré de pollution, elle participe en permanence au procédé de nettoyage. Le temps de séjour actif est dans ce cas donc considérablement plus élevé que pour les systèmes classiques, où en effet la masse bactérienne polluée mais encore active se trouve également dans le réacteur, pour autant qu elle n ait pas encore été évacuée, mais elle ne peut plus être affluée de façon optimale. Il ressort de ce principe la raison pour laquelle ce système permet d atteindre des charges volumiques et des taux de dégradation élevés. Le nombre important de demandes des clients et la possibilité de réduire, grâce au classement par types et à la standardisation, le temps et les coûts de l étude, de la fabrication et du montage, ont incité BMA - comme déjà réalisé pour d autres produits - à élaborer aussi pour le réacteur à lit fluidisé une série de tailles de construction échelonnées. Cette gamme étendue permet de classifier les différents besoins et de réagir rapidement et de manière bien ciblée. En avril 2000, BMA a obtenu une autre commande de la Nordzucker AG pour l étude et l installation d un réacteur à lit fluidisé pour l épuration anaérobie des eaux résiduaires. La bonne expérience acquise avec les réacteurs à lit fluidisé déjà installés dans les sucreries de Clauen et de Güstrow en Allemagne, a incité Nordzucker AG à appliquer aussi cette technique éprouvée dans la sucrerie de Wierthe, Allemagne. Grâce aux données de service similaires, il a été possible de prévoir pour le domaine d utilisation prévu un réacteur de construction identique à celui de la sucrerie de Güstrow avec les données d étude suivantes: Charge de DCO kg/j Quantité des eaux résiduaires m 3 /j Concentration de DCO mg DCO/l L installation a été mise en service pour la campagne Cambre de gaz Partie active D d Eaux résiduaires épurées H Série standard du réacteur à lit fluidisé Charge de DCO [kg/j] Diamètre de la zone active d [m] 5,4 6,1 6,7 7,2 7,7 8,2 8,6 Diamètre de la tête du réacteur D [m] 8,9 9,8 10,6 11,4 12,1 12,8 13,4 Volume de la zone active [m 3 ] Hauteur totale H [m] 28,4 29,1 29,8 30,3 30,9 31,4 31,8 15

18 Installation pour la production de fructose cristallin Division of BMA Fin décembre 1999, la STARCOSA-Division de BMA a obtenu la commande d Israël pour la livraison d une installation de fructose cristallin. Le client israélien, qui produit déjà de l acide citrique à partir de sucre, utilisera dorénavant la qualité de sucre CE 2 pour la production de fructose cristallin. Après la dissolution et l inversion du sucre, le sucre inverti est séparé dans une installation de séparation chromatographique pour obtenir du fructose et du glucose. Le fructose est ensuite concentré et cristallisé et, à la fin de l opération, séché pour ainsi atteindre l humidité finale. Le rendement de l installation est de 72 t de fructose cristallin par jour. Pour la commercialisation, le produit final est emballé dans des big bags ou en sacs de 25 kg. Sucre La fraction de glucose de la séparation chromatographique est concentrée et utilisée comme matière première de base pour la production de l acide citrique. Ce projet se distingue particulièrement par la combinaison de la production du fructose cristallin à partir de sucre et par l utilisation d une fraction à valeur réduite (glucose) pour la production de l acide citrique, confiant au projet une excellente rentabilité. Il a été stipulé dans le contrat que STAR- COSA fournit l ingénierie de base complète et le savoir-faire pour la production du fructose cristallin à partir de sucre blanc CE 2 et la totalité des équipements clefs pour les étapes du procédé suivant, il s agit de l inversion, de la séparation chromatographique, de la concentration, de la cristallisation, de l essorage et du séchage (voir le diagramme fonctionnel). Outre d autres équipements, la STAR- COSA-Division a fourni le matériel suivant: 10 Colonnes d échangeurs d ions et d inversion 2 Colonnes de séparation chromatographique, chacune de Ø 5 m x 16 m de hauteur 1 Installation de concentration pour la concentration de fructose (évaporation de l eau de kg/h) avec compresseur de vapeurs 1 Installation de concentration pour la concentration de glucose (évaporation de l eau de kg/h) avec compresseur de vapeurs mécanique 1 Cristalliseur d oscillation verticale (OVC) 350, Ø 4,5 m x 27,5 m de hauteur, livré complètement en une seule pièce (acier inoxydable AISI 316) 2 Centrifugeuses du type B 2200 pour la déshydratation de fructose 1 Sécheur/refroidisseur à tambour Ø 2,4 m x 19 m de longueur Inversion Séparation chromatographique Fructose Concentration Glucose Concentration vers l'installation de production d'acide citrique Le client a réalisé lui-même la fabrication locale des équipements de la périphérie nécessaires selon les plans de STARCOSA. Au mois de décembre 2000, 12 mois après la passation de la commande, l installation a été livrée à la date prévue. Le montage de l installation a été débuté en janvier 2001 et sera probablement achevé en octobre 2001, de sorte que la mise en service de l installation de fructose cristallin pourra être réalisée avant la fin de l année Cristallisation Essorage Séchage Logistique coûteuse: En route Fructose cristallin pour le port

19 Cristalliseur pour Südzucker AG Puits d accès dans le cristalliseur Au mois d octobre 1999, la STARCOSA-Division de BMA a obtenu la commande de la Südzucker AG pour la livraison d un cristalliseur. Cette commande a été précédée par des essais de cristallisation dans le Technikum de BMA. Pour ce faire, on a respectivement testé pendant plusieurs jours et 24 h sur 24 l aptitude et les paramètres de production du cristalliseur et ainsi arrêté une base fiable pour le scale up de l installation à l échelle industrielle. Après qu il s est avéré nécessaire d installer pour ce procédé de cristallisation une très grande surface de refroidissement, STARCOSA a réalisé un développement nouveau. Grâce à une conception optimisée et à une technique de fabrication nouvelle, il a été possible d insérer des surfaces de refroidissement très grandes dans un volume du cristalliseur défini. La surface de refroidissement déterminée a été installée à plusieurs niveaux dans le cristalliseur. Chacun de ces paquets de refroidissement peut être tempéré individuellement, de sorte qu il est possible d ajuster un profil de température très précis. Les paquets de refroidissement sont fixés sur des tubes de levage qui oscillent verticalement à l aide d un système de levage hydraulique incorporé dans le cristalliseur. La construction nouvelle permet de régler les gradients de température dans la plage de quelques C entre les paquets de refroidissement individuels. Le cristalliseur a entièrement été monté dans les ateliers (Ø 2,8 m, hauteur de 19 m) et pourvu du calorifugeage correspondant. En mai 2000, l unité entière a été installée dans le bâtiment annexe déjà achevé de la Südzucker AG et la mise en service a eu lieu au mois de septembre Déjà après quelques jours seulement, le cristalliseur a pu être exploité à sa capacité nominale. Les qualités du produit, ainsi que les capacités obtenues, répondent entièrement aux attentes, de sorte que BMA a reçu fin 2000 le procès-verbal de réception de la part de la Südzucker AG. 17

20 Le plus grand sécheur de fructose dans le monde DRYER-Division of BMA Dans le cadre de la livraison d une installation complète pour la production de fructose par la STARCOSA-Division (voir rapport page 16), la TAG DRYER-Division de BMA a fourni le plus grand sécheur de fructose du monde: La capacité maximale du sécheur à tambour est de kg/h. TAG dispose d une expérience acquise au cours de longues années dans le domaine du séchage et du refroidissement de produits cristallins, surtout de saccharose et de produits dérivés de fécule/ amidon, tels que le dextrose et le fructose moyennant refroidisseur à lit fluidisé ou sécheurs/refroidisseurs à tambour. Dans ce cas spécial, on a opté en faveur d un sécheur/ refroidisseur intégré à tambour. Un grand nombre des cas d application a permis d apporter la preuve des avantages de ce système: Séchage et refroidissement dans une seule unité, se traduisant par un seul entraînement et des ventilateurs fonctionnant en service aspirant/soufflant Séchage/refroidissement homogène des cristaux de fructose grâce aux éléments spéciaux à l intérieur du tambour et une conduite optimale de l air de séchage et de refroidissement Insensibilité à des variations concernant la quantité amenée de fructose cristallin, la température d entrée de fructose et l humidité d entrée de fructose Cristaux de fructose déjà capables de ruisseler librement après avoir parcouru seulement une courte distance grâce au séchage en contre-courant Faible température du fructose à la sortie grâce au refroidissement en contrecourant moyennant de l air déshumidifié Formation de grumeaux et destruction de cristaux dans le tambour minimales Exécution du sécheur avec des pelles de levage, ainsi que dépoussiérage sec à rendement élevé Des étoupages spéciaux du tambour au niveau des caissons d entrée et de sortie assurent que de l air extérieur non filtré n entre pas en contact avec le produit Les hautes exigences posées par le client quant à l hygiène et à la qualité des surfaces ont représenté des défis particuliers pour les ateliers de fabrication de BMA. Exécution entièrement en acier inoxydable

21 Nouveau processus pour la production de sucre gélifiant Formules pour sucre La production de confitures et de gelées par mise en conserve de fruits est l une des activités les plus anciennes de l humanité ayant pour but de conserver des denrées alimentaires en augmentant la quantité de la matière sèche soluble. Pour l usage personnel, on utilise pour cela du sucre gélifiant, fabriqué sur le plan mondial par l industrie sucrière comme produit particulier. Le sucre gélifiant classique est constitué de sucre cristallin, de pectine et d acide citrique. En principe, la pectine peut aussi être remplacée par d autres polysaccharides formant du gel. Afin que lors de la préparation de la confiture, il y ait formation d une force de gel homogène du sucre gélifiant, le polysaccharide en poudre et formant du gel doit être aggloméré si possible de façon homogène et durable à la surface des cristaux de sucre blanc. Cette nécessité résulte non seulement des attentes des consommateurs en vue d obtenir une qualité constante dans la préparation des confitures. Pour les fabricants aussi, la fixation des formateurs de gel sur les composants de formule représente un aspect important pour maintenir à un niveau faible les pertes des formateurs de gel, très coûteux, pendant les procédés logistiques jusqu à l atelier d emballage. En règle générale, les technologies de production de pratique courante se basent jusqu à présent sur un procédé de mélange mécanique, au cours duquel les composants de formule sont traités pour former un produit composé en y ajoutant des liants tels que de l eau, de la vapeur ou de l huile végétale. Au cours de ce procédé, on applique en partie également des prémélanges de sucre blanc broyé finement, de la pectine et de l acide citrique. Les qualités du produit atteintes jusqu à présent et les conditions de production conventionnelles peuvent être améliorées par le nouveau processus de BMA.Cela concerne surtout les points suivants: Sucre glucides, tels que saccharose, fructose, sorbitol et autres En raison de la technique du procédé, le sucre gélifiant est souvent emballé à une teneur d humidité élevée, impliquant le risque d une réduction autocatalitique de la pectine avec force de gel réduite. Les sucres gélifiants avec une humidité élevée ou de l huile sur les surfaces des cristaux nécessitent en règle générale des emballages composés coûteux avec couche en polyéthylène. La résistance à l abrasion insuffisante de la pectine agglomérée se traduit par des inconvénients non seulement pour le fabriquant, mais aussi pour le consommateur: Suite aux contraintes mécaniques auxquelles le produit est soumis pendant l emballage ainsi que pendant les procédés logistiques jusqu au consommateur final, il y a séparation partielle de la pectine avec ensuite ségrégation, entraînant des variations de qualité. La poussière de pectine séparée liée à une humidité résiduelle élevée entraîne des incrustations sur la machine de paquetage et demande des travaux de nettoyage plus fréquents (disponibilité réduite). Sucre gélifiant Pectine à estérification élevée, à estérification basse, amidifié Additifs gélifiant tels qu'acides organiques, sels d'acides organiques, solvants, liants, alginates et autres Pour cela, le développement d un sucre gélifiant se distinguant par de meilleures qualités du produit a été lancé en coopération entre BMA et l établissement d Uelzen de la Nordzucker AG en Allemagne. Les objectifs spécifiés ci-après constituaient le noyau des travaux de développement: Résistance maximale à l abrasion de la pectine à agglomérer sur le cristal de sucre Répartition homogène de la pectine dans le produit final Maintien de la force de gel exigée Stabilité de ségrégation Pas d utilisation d additifs Procédé continu 19

22 DRYER-Division of BMA Lors du développement du nouveau processus pour la production de sucre gélifiant, on a profité de la vaste expérience acquise par BMA pendant l application de la fluidisation des matières solides pour le séchage et le refroidissement de sucre et d autres produits grumeleux. Après la réalisation des premiers essais à l échelle du Technikum, quelques tonnes de produit ont été fabriquées dans le cadre semi-technique, afin d être en mesure de vérifier, dans les conditions régnant dans la pratique, les qualités du produit pendant et après l emballage. Au début de la campagne de sucre gélifiant en mars 2000, on a enfin pu mettre en service le prototype d une installation travaillant selon le principe développé et installé dans le nouveau bâtiment de l atelier de tamisage et d emballage du Nordzucker Service Center dans l établissement d Uelzen de Nordzucker AG. En ce qui concerne la technologie des procédés industriels, le nouveau processus, pour lequel un brevet a été déposé, comprend les étapes de processus cidessous représentées. Sucre blanc La fixation de la pectine agglomérée sur le cristal de sucre moyennant enrobage postérieur avec une solution de sucre sous-saturée a constitué un aspect essentiel pour l obtention d une qualité de produit améliorée. Cette mesure entraîne une amélioration importante de la résistance à l abrasion par rapport aux produits commercialisés. La solution de sucre, dont une couche mince et régulière est apportée sur les surfaces des cristaux moyennant des buses, est séchée intensivement dans un lit fluidisé. Une couche protectrice micro cristalline se forme, qui se distingue par une stabilité élevée aux contraintes mécaniques. Toutes les particules fines qui n adhèrent pas aux cristaux de sucre sont évacuées par l air de rejet, séparées dans le filtre d air de rejet et, à partir de là, recirculées par voie pneumatique dans la zone d enrobage, où les particules fines sont agglomérées sur les cristaux de sucre. Ce procédé assure non seulement la concentration régulière de la pectine, mais aussi l absence de poussières du sucre gélifiant. Pectine Liant Solution de sucre Acide citrique Agglomération Enrobage Séchage/ refroidissement Mélange Sucre gélifiant Dans la zone de mélange se fait l apport de l acide citrique en fonction des quantités définies dans la formule, dont la répartition granulométrique correspond au sucre blanc utilisé pour ainsi éviter des phénomènes de ségrégation. La qualité constante du produit dans ce processus continu est surtout assurée par la fonction des buses dans la zone d agglomération et d enrobage. C est pour cette raison que les buses sont pourvues d un dispositif pneumatique spécial, afin de prévenir les adhérences éventuelles. De plus, il est possible à des fins de contrôle et de nettoyage de démonter les lances à buses pour un court moment pendant l opération en marche. La première installation, pour ainsi dire le prototype, réalisée dans l établissement d Uelzen, a permis de prouver que la qualité du sucre gélifiant a atteint les exigences, voire a été meilleure. Au mois d août 2000, BMA a obtenu la commande pour la livraison d une autre installation de production de sucre gélifiant travaillant selon le nouveau procédé et destinée à la raffinerie de Nantes en France, qui fait partie du groupe Eridania Béghin- Say. La mise en service de cette installation couronnée de succès a déjà été réalisée début février Cette installation a fourni la preuve que le nouveau procédé permet de produire du sucre gélifiant répondant aux exigences de qualité, non seulement avec de la pectine, mais avec d autres polysaccharides formants du gel. La particularité de cette installation réside dans le fait qu il est possible de produire en variante deux types de sucre gélifiant avec des formules différentes. Conformément à cette stratégie à deux produits, BMA a fourni tous les équipements logistiques, y compris le nettoyage automatique intégré Cleaning in Place, afin de permettre le changement rapide du produit. Schéma de principe du processus BMA pour la production de sucre gélifiant 20

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