Un géant pour les tout petits

insight 1/2019

Les dimensions sont gigantesques : dans une tour de plus de 30 mètres de hauteur, la société Hochdorf Swiss Nutrition SA produit des aliments en poudre pour bébés à Sulgen en Thurgovie. Les produits fabriqués à base de lait suisse sont exportés dans le monde entier. L'installation très complexe éblouit par ses performances impressionnantes, ainsi que par sa technologie de pointe fournie par Siemens.

 

Un labyrinthe d'innombrables conduites en acier chromé et de câblages colorés s'étend en larges bandes à travers le hall haut de plusieurs mètres – tout en étant soigneusement étiqueté et d'une propreté étincelante. L'air de processus et l'air comprimé sont acheminés à travers les conduites et le lait est pompé d'un étage de traitement au suivant jusqu'à la gigantesque tour de pulvérisation de 30 mètres de haut qui s'élève sur toute la hauteur de la tour 9 de Hochdorf Swiss Nutrition SA à Sulgen. Ici, le lait concentré et homogénéisé de la zone de mélange, auquel sont ajoutées des matières premières liquides et sous forme de poudre, est finement vaporisé à travers des lances de pulvérisation avec une pression d'environ 25 bars par lance et il est pulvérisé par un courant d'air chaud dans sa chute. Un contrôle précis du processus est déterminant afin que la poudre de lait ait la consistance voulue à la fin : elle ne doit ni tomber en poussière, ni rester trop humide. Pour finir, la poudre est enrichie en vitamines, oligo-éléments et minéraux, en quantité minimes de moins de 100 grammes par tonne de poudre de lait.



Des défis importants

 

"La composition de l'alimentation pour bébés est fortement réglementée, les exigences d'hygiène et de qualité sont élevées et chaque étape de traitement doit être traçable", explique Michael Riffel, directeur de l'usine de Sulgen. Ce qui ne constitue que quelques-uns des défis qui se sont posés à la construction de la nouvelle installation de production lancée en 2016 par Hochdorf Swiss Nutrition AG. L'installation de production existante était saturée et ne pouvait plus répondre à la demande croissante, principalement en provenance des pays asiatiques. La nouvelle installation de production dans la tour 9 qui, à pleine charge, transforme annuellement environ 75 millions de litres de lait en 30 000 tonnes d'aliments pour bébés est l'une des plus grandes installations de ce type en Europe. "Un projet de cette dimension est un défi pour tous les participants", souligne le chef de projet global Thomas Baumli de la Tophinke Automation & Gebäudetechnik SA. L'entreprise est un partenaire de longue date de Hochdorf et était responsable de l'ensemble de l'automatisation, de la planification et de l'installation électrique de la nouvelle installation de production.

 

En tant que Siemens Solution Partner, nous bénéficions toujours de l'assistance de Siemens lorsque nous en avons besoin, rapidement et sans difficultés.
Heinz Thönen, chef de projet chez Tophinke Automation & Gebäudetechnik SA

L'environnement système homogène de Siemens

 

663 capteurs numériques et 637 capteurs analogiques acquièrent en permanence des paramètres tels que la pression, la température ou les niveaux ; 300 moteurs assurent l'entraînement et 1700 vannes régulent les flux. Le traitement des données et l'automatisation s'effectuent au moyen de dix automates SIMATIC avec 64 stations de périphérie. Deux automates de sécurité servent exclusivement à la technique de sécurité et garantissent que l'installation puisse être arrêtée de manière contrôlée et sûre en cas d'urgence. Les deux tiers des modules périphérie sont conçus de manière à pouvoir être activés par les deux types d'automates. "Grâce à cette fonction Shared Device, la configuration de l'installation est flexible et le besoin en matériel et en câblage est réduit", explique Heinz Thönen, chef de projet chez Tophinke Automation & Gebäudetechnik SA. Pour éviter les défaillances, le réseau PROFINET est conçu en anneau. Ainsi, en cas de défauts dans une partie du réseau, le système peut simplement communiquer dans l'autre direction. "Avec Siemens, nous avons accès chez Tophinke à une offre complète. En tant que Siemens Solution Partner, nous bénéficions toujours de l'assistance de Siemens lorsque nous en avons besoin, rapidement et sans difficultés, et nous pouvons proposer au client final une solution garantie pour l'avenir et sur mesure", souligne M. Thönen.



Sécurité jusque dans le moindre détail

 

L'installation est en production de une à deux semaines en continu, 24 heures sur 24. Cinq employés contrôlent et commandent l'installation de façon centralisée dans la salle de commande au moyen de six stations opérateur WinCC ou bien sur le site de l'installation au moyen de 16 Thin Clients WinCC.  Ici, toutes les grandeurs de processus sont enregistrées en continu et les données caractéristiques importantes sont automatiquement mémorisées sur un serveur central. Cette démarche garantit une traçabilité complète de l'ensemble du processus de production, les données pouvant encore être consultées des années plus tard. Entre les phases de production, l'installation est nettoyée avec des solutions acides et alcalines, stérilisée et séchée durant deux jours. Pour des raisons d'hygiène, tout le bâtiment est également nettoyé en permanence, y compris les murs, les conduites et les câbles. Ces derniers sont, à cet effet, placés chacun dans des canalisations grillagées verticales légèrement écartées. Ce qui s'apparente à de l'art permet d'assurer qu'aucune saleté ne s'accumule entre les câbles. Un autre détail que Tophinke doit prendre en compte avec l'installation électrique : les attache-câbles bleus contiennent des marqueurs métalliques afin qu'ils puissent être détectés au cas où ils arrivent dans la zone de traitement.



Une mise en service efficace grâce au jumeau numérique

 

Avec l'aide du logiciel Simit, Tophinke a été capable de reproduire au préalable les fonctions complexes de toute l'installation. "Avec notre simulation, nous avons l'installation à disposition quasiment chez nous à Tophinke, et nous avons pu repérer des sources d'erreur potentielles dans le logiciel même avant la réalisation de l'installation" précise M. Thönen. La simulation reproduit, par exemple, la réaction d'un automate lorsqu'une vanne particulière se fissure. Grâce à ces travaux de préparation complets, la durée de la mise en service logicielle de l'installation a pu être divisée par deux. M. Riffel ajoute : "Nos spécialistes ont été intégrés dès le début de la mise en service et ont ainsi pu se familiariser avec les particularités de l'installation. Ainsi, le passage à la production s'est déroulée sans accroc". Néanmoins, la mise en service d'une installation aussi importante et complexe est une tâche herculéenne. Rien que les tests des signaux et les essais de fonctionnement des capteurs ont duré quatre mois. "La production fonctionne depuis l'été, mais elle continue d'être optimisée en permanence", explique Michael Riffel. Entre-temps, les aliments pour bébés issus de la tour 9 de Sulgen sont expédiés dans le monde entier – avec la meilleure qualité Hochdorf.