Le processus de production de lait de chaux et du gaz carbonique

Aperçu général de la SUTA :

La SUTA ou « Sucreries Raffineries du Tadla » est un site de COSUMAR, après la fusion des trois sucreries de la région ; SUBM, SUTA et SUNAT. Elle joue un rôle très important dans l’économie nationale en couvrant presque 20 % des besoins en sucre tout en assurant des pulpes sèches et humides pour l’élevage et de la mélasse pour les industries de bio-fermentation. Elle contribue aussi au développement régional de l’agriculture et à la création de l’emploi en milieu agricole et industriel. Aujourd’hui, dans le cadre de la mise à niveau du secteur sucrier et sous la gouvernance du Groupe COSUMAR, la SUTA ne fait référence qu’à l’unité d’OULED AYAD crée en 1971 qui a connu une multitude de travaux d’extension et de transformation (passage en blanc, installation d’une unité de conditionnement, la préparation de la production mécanisée du sucre pain), les deux autres unités de Béni Mellal et de Souk Sebt étant fermées.

Processus de fabrication

A) Réception et stockage de la betterave : Les sucreries paient les agriculteurs en se basant sur le poids net de betteraves décolletées et leur richesse en saccharose. . Le stockage des betteraves se fait dans des silos avec des conditions bien spécifiées dans le but d’éviter le maximum possible la dégradation du saccharose. En effet, les silos doivent être aérés, aussi, doit être le tas suffisamment poreux (Cette porosité est liée à la quantité de terre accompagnant la betterave) et en ce qui concerne le temps de stockage, il est limité à une journée.

B) Alimentation de l’usine : Du point fixe ou de l’aire de stockage, l’alimentation de l’usine en betteraves s’effectue d’une manière hydraulique ; L’abattage des betteraves s’effectue par des lances hydrauliques à jets d’eau très puissants. Les betteraves tombent dans des caniveaux sillonnant la cour et rejoignent par la suite le caniveau principal. Sur ce caniveau à partir duquel on va alimenter l’usine sont installés un désherbeur et un épierreur, destinés au lavage des betteraves visant la séparation des betteraves de la terre, des pierres, des gravillons et des herbes.

C) Découpage des betteraves : Les betteraves lavées doivent être découpées pour permettre une bonne extraction par diffusion. Les betteraves sont découpées en « cossettes » avec une forme « faîtière » pour éviter que les morceaux ne se collent les uns aux autres dans le diffuseur. La forme faîtière est obtenue par passages successifs de couteaux. L’épaisseur des cossettes varie de 0,9 mm à 1,3 mm.

Cristallisation : La cristallisation est une opération unitaire de séparation faisant intervenir un transfert simultané de masse et de chaleur. En sucrerie, la cristallisation appelée aussi cuisson consiste à concentrer un sirop pour l’emmener à un état tel que le saccharose cristallise les autres impuretés restant en solution. La cristallisation est généralement effectuée en trois étapes appelées « jets ». Chaque jet comprend lui-même trois étapes principales, la cuisson, le malaxage et l’essorage. La solution appelée « liqueur standard » alimentant chaque jet de Cristallisation est le résultat du mélange de différents produits. Dès que l’on est en présence de cristaux en suspension dans un sirop, on parle de « masse cuite » et le sirop prend le nom « D’eau-mère » car c’est lui qui nourrit le cristal lors de l’essorage de la masse cuite pour séparer les cristaux, l’eau-mère est tout d’abord évacuée et prendre nom « d’égout pauvre ». Puis la surface des cristaux est lavée par pulvérisation d’eau, on parle de « clairçage ». Cette étape entraîne une légère redis solution de sucre cristallisé et le sirop issu du lavage est donc nettement plus pur que le précédent égout, d’où son nom « d’égout riche ».

o Four à chaux Le four le plus communément utilisé en sucrerie est constitué par un cylindre vertical, tapissé à l’intérieur de maçonnerie réfractaire résistante à la température dans le four et à l’abrasion par le mouvement de la charge (épaisseur totale du mur de 40 cm environ). Il se termine à la partie basse par un tronc de cône dont la petite base sert d’ouverture pour l’extraction de la chaux. Sur la hauteur le revêtement réfractaire intérieur est cylindrique. Le manteau cylindrique est percé de regards à différents niveaux, pour le contrôle de la marche. La fermeture de ces regards doit être hermétique L’alimentation du four s’effectue par skips ou bennes qui alimentent un sas. Le sas est un compartiment qui évite les entrées d’air dans les fours en dépression et les pertes de gaz dans les fours en surpression. Ce sas est équipé, en partie inférieure, d’un système qui permet une répartition homogène de la charge dans le four (cône ou goulotte rotative). En descendant dans le four, le mélange calcaire- coke va rencontrer 3 zones :

Zone de réchauffage où le mélange récupère la chaleur cédée par le gaz produit dans la zone où s’effectue la combustion du coke. La température dans cette zone est de 200 à 300 °C, le mur réfractaire est en briques silico-alumineux de 20 à 40 % d’alumine suivant épaisseur des briques

Zone de dissociation (ou zone de feu, la partie centrale du four) où le coke brûle et fournit les calories nécessaires à la dissociation de la pierre. A ce niveau la température est de l’ordre de 1000 à 1200 °C. Le mur réfractaire est en briques magnésie adaptée aux réactions de la chaux et la T°C, 60 à 65 % Mg O et 20 à 30 % de chromite Fe O – Cr2 O3 et, construit en terre réfractaire calcinée.

Zone de refroidissement dans laquelle la chaux vive produite va céder ses calories à l’air entrant, revêtement mur réfractaire en briques silico -alumineux.

A la base du four, l’extraction de la chaux vive doit être régulière sur toute la section du four. Elle est généralement équipée de 3 ou 4 extracteurs qui permettent à la fois cette opération et sont capables, le cas échéant, de corriger des descentes de charge irrégulières. L’extraction des gaz (CO2) est réalisée dans la partie supérieure du four par des carneaux circulaires. Des sondes de température sont installées tout au long du four.0

conclusion générale

En termes de conclusion, le but de notre projet est la mise en place d’une boucle de régulation de la densité du lait de chaux au niveau de la station four à chaux. Une analyse faite sur le système de fonctionnement existant nous a permis de déterminer les points critiques affectant la qualité du sucre produit afin de proposer une solution adéquate pour résoudre la problématique. En effet, nous avons réussi à réaliser une boucle de régulation automatique répondant au besoin de la station Four à chaux. Pour cela, nous avons utilisé un matériel très performant à savoir un régulateur 53MC5000 ABB, un capteur-transmetteur de pression à membrane DN80-PN6 et une vanne régulatrice à papillon DN80 avec étanchéité en PTFE. Cette boucle permettra de minimiser les causes influençant la qualité du sucre. Ainsi, une étude sur les composants de la boucle proposée a été réalisée. Pour chaque composant, nous avons déterminé les caractéristiques importantes permettant le bon fonctionnement telles que l’étalonnage et les gains. Ensuite nous avons exécuté des essaies pour différentes valeurs pour pouvoir analyser le résultat obtenu afin de montrer la fiabilité de notre boucle.

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Table des matières

Dédicace
Remerciement
Résumé
Abstract
Liste des abréviations
Liste des figures
Introduction générale
Chapitre 1 : Présentation de l’organisme d’accueil
1.1 Présentation de la SUTA
1.1.1 Aperçu général de la SUTA
1.1.2 Fiche technique de la SUTA
1.1.3 Organigramme de la SUTA
1.1.4 Produits et co-produits de la SUTA
1.2 Mode de fonctionnement et processus de fabrication
1.2.1 Mode de fonctionnement du processus
1.2.2 Matière première
1.2.3 Processus de fabrication
1.2.4 Atelier four à chaux
a) Le processus de production de lait de chaux et du gaz carbonique
b) Description de l’atelier four à chaux
c) La préparation du lait de chaux
1.3 Conclusion
Chapitre 2 : Analyse de l’existant
2.1 Introduction
2.2 Cahier de charge
2.3 Description de l’état actuel
2.4 La solution proposée
2.5 Description du schéma bloc
2.6 Conclusion
Chapitre 3 : Travail effectué
3.1 Introduction
3.2 Etude du système
3.2.1 Capteur-transmetteur
3.2.2 Vanne régulatrice
3.2.3 Régulateur
3.3 Test
3.3.1 La mise en marche du régulateur
3.3.2 La simulation
3.4 Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie