École Nationale
Polytechnique
ABC Pepsi
Stage
Rapport de Stage
Étude de la chaîne de production et
de la mélangeuse SIPA B...
Table des matières
Table des figures ii
Remerciements iii
1 Introduction 1
1.1 PepsiCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
Table des figures
1 PepsiCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 ABC Pepsi . . . . . . ....
Remerciements
Je tiens à remercier Monsieur Rabah Fettoum pour l’aide et les informations
concernant les sujets évoquées d...
1 Introduction
1.1 PepsiCo
Figure 1 – PepsiCo
PepsiCo est une multinationale américaine spécialisée dans le secteur agroal...
1.2 ABC Pepsi
Figure 2 – ABC Pepsi
– 1995 : Création d’Atlas Bottling Corporation (ABC Pepsi) suite à la signature
d’un pa...
2 La siroperie
2.1 Les degrés de Brix
L’échelle de Brix sert à mesurer en degrés Brix (◦
B) la fraction de saccharose
dans...
Figure 3 – Unité CIP
Pour le début de la préparation du sirop il faut préparer le mélange eau/sucre
pour cela il y a une c...
Figure 4 – Intérieur de l’armoire de l’unité CIP
Le mélange eau/sucre sera envoyé à l’aide d’une autre conduite vers une c...
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Figure 5 – Unité de commande à base de logique câblée
Chaque réservoir sera rempli de façon à être prêt à l’envoi vers...
Figure 6 – Un des réservoirs de préparation de l’eau sucrée et son instrumentation
Pour qu’un réservoir soit prêt il doit ...
laboratoire pour confirmer si le sirop est conforme aux normes.
Figure 7 – Fin de la chaîne de production
Figure 8 – Bras m...
3 La mélangeuse SIPA Berchi
3.1 Groupes de la machine
Figure 9 – Groupes de la machine
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3.1.1 Groupe de dosage du sirop
Figure 10 – Groupe de dosage du sirop
Le groupe de dosage du sirop a pour fonction de dose...
3.1.2 Groupe de désaération
Figure 11 – Groupe de désaération
Le groupe de désaération est constitué d’un réservoir horizo...
3.1.3 Groupe de dosage de l’eau
Figure 12 – Groupe de dosage de l’eau
Le groupe de dosage de l’eau a pour fonction de dose...
3.1.4 Groupe de refroidissement
Figure 13 – Groupe de refroidissement
Le groupe de refroidissement est constitué d’un écha...
3.1.5 Groupe de carbonatation
Figure 14 – Groupe de carbonatation
La boisson déjà mélangée composée d’eau et de sirop est ...
3.1.6 Réservoir de stockage
Figure 15 – Réservoir de stockage
Puis, la boisson mélangée, refroidie et gazéifiée est envoyée...
Les instruments, les inverters, les groupes de vannes Festo, l’instrument Anton
Paar et la carte FM350 pour les comptages ...
Figure 16 – Composants électroniques et instruments
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Figure 17 – PLC de commande
Figure 18 – Schéma synoptique de la machine
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3.3 Principe de fonctionnement de la machine
Figure 19 – Schéma de la machine
3.3.1 Entrée du sirop
Figure 20 – Entrée du ...
3.3.2 Entrée de l’eau et désaérateur
Figure 21 – Entrée de l’eau et désaérateur
L’eau nécessaire pour la préparation de la...
L’eau est prélevée par le désaérateur moyennant la pompe PMT01 réglée sous
préssion à l’aide du régulateur PID avec rétroa...
3.3.5 Refroidissement
Figure 24 – Refroidissement
Après le mélange eau sirop, la boisson est refroidie dans le groupe de r...
3.3.6 Entrée du produit dans le réservoir de stockage
Figure 25 – Entrée du produit dans le réservoir de stockage
Après le...
3.3.7 Sortie du produit vers la remplisseuse
Figure 26 – Sortie du produit vers la remplisseuse
Le produit fini est mainten...
3.4 Commande de la machine
La commande et le réglage des paramètres de la machine peuvent être effectués
grâce au pupitre p...
Figure 27 – Le pupitre de commande
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Figure 28 – Synoptique de commande
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Conclusion
Ainsi, j’ai effectué mon au sein de l’entreprise ABC Pepsi. Lors de ce stage de 02
semaines, j’ai pu mettre en p...
Références
[1] SIPA Training Manual. SIPA.
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Rapport

  1. 1. École Nationale Polytechnique ABC Pepsi Stage Rapport de Stage Étude de la chaîne de production et de la mélangeuse SIPA Berchi Auteur : Mohamed El Mehdi Derrar Encadreur : M. Rabah Fettoum 19 décembre 2013. 04 janvier 2014.
  2. 2. Table des matières Table des figures ii Remerciements iii 1 Introduction 1 1.1 PepsiCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 ABC Pepsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 La siroperie 3 2.1 Les degrés de Brix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2 Description du process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3 La mélangeuse SIPA Berchi 9 3.1 Groupes de la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.1.1 Groupe de dosage du sirop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.1.2 Groupe de désaération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.1.3 Groupe de dosage de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.1.4 Groupe de refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.1.5 Groupe de carbonatation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1.6 Réservoir de stockage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.2 Composants électroniques et instruments . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.3 Principe de fonctionnement de la machine . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.3.1 Entrée du sirop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.3.2 Entrée de l’eau et désaérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.3.3 Dosage de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.3.4 Dosage du sirop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.3.5 Refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.3.6 Entrée du produit dans le réservoir de stockage . . . . . . . . 23 3.3.7 Sortie du produit vers la remplisseuse . . . . . . . . . . . . . . 24 3.4 Commande de la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Conclusion 28 References 29 i
  3. 3. Table des figures 1 PepsiCo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 ABC Pepsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 Unité CIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 4 Intérieur de l’armoire de l’unité CIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5 Unité de commande à base de logique câblée . . . . . . . . . . . . . . 6 6 Un des réservoirs de préparation de l’eau sucrée et son instrumentation 7 7 Fin de la chaîne de production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 8 Bras mécanique, paletteuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 9 Groupes de la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 10 Groupe de dosage du sirop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 11 Groupe de désaération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 12 Groupe de dosage de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 13 Groupe de refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 14 Groupe de carbonatation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 15 Réservoir de stockage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 16 Composants électroniques et instruments . . . . . . . . . . . . . . . . 17 17 PLC de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 18 Schéma synoptique de la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 19 Schéma de la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 20 Entrée du sirop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 21 Entrée de l’eau et désaérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 22 Dosage de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 23 Dosage du sirop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 24 Refroidissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 25 Entrée du produit dans le réservoir de stockage . . . . . . . . . . . . 23 26 Sortie du produit vers la remplisseuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 27 Le pupitre de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 28 Synoptique de commande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ii
  4. 4. Remerciements Je tiens à remercier Monsieur Rabah Fettoum pour l’aide et les informations concernant les sujets évoquées dans ce rapport, qu’il m’a apporté lors des différents suivis. Je tiens à remercier tout particulièrement et à témoigner toute ma reconnais- sance aux équipes de production et de maintenance, pour l’expérience enrichissante et pleine d’intérêt qu’elles m’ont fait vivre durant ces deux semaines au sein de l’entreprise ABC Pepsi. iii
  5. 5. 1 Introduction 1.1 PepsiCo Figure 1 – PepsiCo PepsiCo est une multinationale américaine spécialisée dans le secteur agroali- mentaire. Elle est particulièrement connue pour ses boissons, dont le Pepsi-Cola, et ses produits snacks. L’un de ses éternels concurrents est la société Coca-Cola. PepsiCo est en 2012 la deuxième entreprise agroalimentaire du monde et la pre- mière entreprise agroalimentaire d’Amérique du Nord par son chiffre d’affaires (65,5 milliards de dollars) et la cinquième par le bénéfice net (6,46 milliards de dollars), après Nestlé (U.S. & Canada), Coca-Cola Co., Anheuser-Busch InBev et Sunkist Growers. L’entreprise employait en 2010 environ 285 000 personnes dans le monde. PepsiCo se divise en 4 parties, dont 2 concernent des activités spécifiques au continent américain : PepsiCo Americas Foods (snacks) et PepsiCo Americas Beve- rages (boissons). PepsiCo Asia, Middle East & Africa et PepsiCo Europe, quant à elles, regroupent les activités du groupe sans différenciation. 1
  6. 6. 1.2 ABC Pepsi Figure 2 – ABC Pepsi – 1995 : Création d’Atlas Bottling Corporation (ABC Pepsi) suite à la signature d’un partenariat entre Pepsi Cola International et le Groupe MEHRI. – 1998 : Inauguration de l’usine ABC Pepsi dans la zone industrielle de Rouiba. – 2000 : Atlas Bottling Corporation reçoit le trophée du meilleur embouteilleur Pepsi. 2
  7. 7. 2 La siroperie 2.1 Les degrés de Brix L’échelle de Brix sert à mesurer en degrés Brix (◦ B) la fraction de saccharose dans un liquide. un degré Brix est un gramme de saccharose dans 100 grammes de solution et représente la teneur de la solution en un pourcentage par poids (% W/W). Si la solution contient des solutés solides autres que le saccharose, le ◦ Bx n’est alors qu’une approximation du contenu solide soluté. 2.2 Description du process Durant le stage on a fait une visite aussi à la siroperie pour voir le principe de fonctionnement et comment se fait le dosage, avant ça nous avons vu la chambre responsable de l’exécution du CIP qui est le nettoyage des conduites de la machine avec des produits, et qui est contrôlé par un boitier de commande muni d’une logique programmable ; après la stérilisation de toutes les conduites la machine sera prête pour exécuter ses cycles du quotidien normalement. 3
  8. 8. Figure 3 – Unité CIP Pour le début de la préparation du sirop il faut préparer le mélange eau/sucre pour cela il y a une chambre ou s’effectue ce mélange avec un Brix recommandé pour sa gestion il y a des capteurs qui contrôlent la quantité exacte de chaque composant avec la contribution des régulateurs afin d’éliminer chaque erreur qui éloigne la mesure de la consigne. 4
  9. 9. Figure 4 – Intérieur de l’armoire de l’unité CIP Le mélange eau/sucre sera envoyé à l’aide d’une autre conduite vers une chambre ou il y a de grands réservoirs ou le sirop est conservé, nous avons constaté qu’il y avait deux chambres pour les réservoirs une nouvelle et une ancienne (9 réservoirs pour l’ancienne), dans ces réservoirs y a des sirops d’arôme différent par exemple dans un réservoir on trouve un sirop pour Pepsi et un autre réservoir pour Orange 5
  10. 10. ... Figure 5 – Unité de commande à base de logique câblée Chaque réservoir sera rempli de façon à être prêt à l’envoi vers la mélangeuse SIPA. 6
  11. 11. Figure 6 – Un des réservoirs de préparation de l’eau sucrée et son instrumentation Pour qu’un réservoir soit prêt il doit être fini qui veut dire avoir le Brix exacte mentionné dans la fiche fournit par Pepsi , le sirop primaire contiendra un mélange de sucre/eau et des ingrédients de chaque goût au final de ce mélange on aura un Brix de 68% du sirop puis pour qu’il soit fini est prêt il doit atteindre le Brix de 53% pour y atteindre on rajoute du l’Eau puis la résultat final sera traité dans un 7
  12. 12. laboratoire pour confirmer si le sirop est conforme aux normes. Figure 7 – Fin de la chaîne de production Figure 8 – Bras mécanique, paletteuse 8
  13. 13. 3 La mélangeuse SIPA Berchi 3.1 Groupes de la machine Figure 9 – Groupes de la machine 9
  14. 14. 3.1.1 Groupe de dosage du sirop Figure 10 – Groupe de dosage du sirop Le groupe de dosage du sirop a pour fonction de doser en continu la quantité de sirop nécessaire pour atteindre le Brix correct de la boisson. Le réglage est effectué à l’aide d’un débitmètre massique et d’une vanne modulante de réglage. 10
  15. 15. 3.1.2 Groupe de désaération Figure 11 – Groupe de désaération Le groupe de désaération est constitué d’un réservoir horizontal dans lequel est maintenu le vide à l’aide d’une pompe à vide : sa fonction est d’éliminer l’air de l’eau pour faciliter le processus d’absorption du CO2 de la part de la boisson. 11
  16. 16. 3.1.3 Groupe de dosage de l’eau Figure 12 – Groupe de dosage de l’eau Le groupe de dosage de l’eau a pour fonction de doser la quantité d’eau nécessaire à la préparation de la boisson en la prélevant en continu du réservoir de désaération. 12
  17. 17. 3.1.4 Groupe de refroidissement Figure 13 – Groupe de refroidissement Le groupe de refroidissement est constitué d’un échangeur de chaleur et d’une vanne modulante pour le réglage de la valeur de température. 13
  18. 18. 3.1.5 Groupe de carbonatation Figure 14 – Groupe de carbonatation La boisson déjà mélangée composée d’eau et de sirop est en premier lieu refroidie et ensuite gazéifiée. 14
  19. 19. 3.1.6 Réservoir de stockage Figure 15 – Réservoir de stockage Puis, la boisson mélangée, refroidie et gazéifiée est envoyée dans un réservoir de stockage où elle est maintenue sous pression pour éviter que le CO2 ne se dissipe. De ce réservoir elle est transférée à la remplisseuse. 3.2 Composants électroniques et instruments La machine est gérée par une CPU 319 (unité centrale de traitement). Il a été utilisé des inverters Danfoss pour les pompes. 15
  20. 20. Les instruments, les inverters, les groupes de vannes Festo, l’instrument Anton Paar et la carte FM350 pour les comptages rapides sont raccordés sous le profibus. Les E/S et le panneau MP377 15" sont raccordés sous le réseau profinet. Pour mesurer le CO2, on utilise un débitmètre massique Promass 83 non raccordé en profibus. Pour mesurer le sirop, on utilise un débitmètre massique Promas’s 83 raccordé en profibus. Pour mesurer l’eau, on utilise un débitmètre magnétique Promag 53 raccordé en profibus. Le réducteur de pression du CO2 est un NORGREN_VP23. Le CO2 est modulé moyennant une vanne modulante BURKERT 8692. Le niveau dans le barillet du sirop est modulé grâce à un PID contrôlé par rétroaction par la sonde de niveau VEGABAR 14 transducteur pression - niveau qui gère une vanne modulante BURKERT 8692. Les sondes capacitives de niveau VEGABAR 63 sont montées sur le réservoir de désaération et de stockage. L’instrument Anton Paar raccordé en profibus effectue une rétroaction sur la préparation de la boisson parce qu’il détecte la densité de la boisson et de ce fait le brix et effectue également la rétroaction au CO2 par le biais de la lecture à l’aide de l’instrument CARBO 510. La communication avec la remplisseuse s’effectue moyennant l’accouplement DP- DP coupleur. 16
  21. 21. Figure 16 – Composants électroniques et instruments 17
  22. 22. Figure 17 – PLC de commande Figure 18 – Schéma synoptique de la machine 18
  23. 23. 3.3 Principe de fonctionnement de la machine Figure 19 – Schéma de la machine 3.3.1 Entrée du sirop Figure 20 – Entrée du sirop Le barillet du sirop est ma intenu à un niveau constant à l’aide du réglage PID sur la vanne modulante VPMS03 avec rétroaction par la son de de niveau LC-501. 19
  24. 24. 3.3.2 Entrée de l’eau et désaérateur Figure 21 – Entrée de l’eau et désaérateur L’eau nécessaire pour la préparation de la boisson est prélevée du désaérateur qui est un réservoir où s’effectue le vide moyennant la pompe à vide PMKOl et est maintenu à un niveau constant en le réglant à l’aide de la sonde capacitive LC-TOl ; l’eau entre en passant par la vanne VPTOl et, si le flux est très grand, également par la vanne VPT02 et elle est injectée avec les buses qui la nébulisent pour la désaérer le plus possible. 3.3.3 Dosage de l’eau Figure 22 – Dosage de l’eau 20
  25. 25. L’eau est prélevée par le désaérateur moyennant la pompe PMT01 réglée sous préssion à l’aide du régulateur PID avec rétroaction par PC-T01. 3.3.4 Dosage du sirop Le sirop est prélevé par le barillet de la pompe PM501 réglée sous pression moyennant le régulateur PID avec rétroaction par PC-501, avec point de consigne du niveau du barillet. Figure 23 – Dosage du sirop La quantité de sirop dosée est contrôlée moyennant une vanne modulante VPM506 réglée par un PID avec rétroaction par le débitmètre massique MC501/Ml- 501 qui a comme point de consigne l’erreur 0, calculé comme sucre dosé - sucre requis. 21
  26. 26. 3.3.5 Refroidissement Figure 24 – Refroidissement Après le mélange eau sirop, la boisson est refroidie dans le groupe de refroidisse- ment vanne modulante VPMIOl réglée par un PID contrôlé par rétroaction par la sonde de température TC-GOl. 22
  27. 27. 3.3.6 Entrée du produit dans le réservoir de stockage Figure 25 – Entrée du produit dans le réservoir de stockage Après le refroidissement, le C02 est additionné, modulé par la VPMC02 réglée par un PID à rétroaction par le débitmètre massique M1-CO1/MC-CO1. Le point de consigne est l’erreur de gazéification à zéro, calculée comme la valeur théorique la valeur réelle provenant de l’instrument. Le débit de la machine est réglé par la vanne modulante VPMGlO, réglée par un PID à rétroaction par le débitmètre magnétique FC-T101/Fl-T101 qui configure comme point de consigne la valeur de débit d’eau. En effet, le flux de l’eau plus celui du sirop passent par la vanne. 23
  28. 28. 3.3.7 Sortie du produit vers la remplisseuse Figure 26 – Sortie du produit vers la remplisseuse Le produit fini est maintenu sous pression dans un réservoir de stockage à partir duquel il est envoyé à la remplisseuse. La machine s’arrête quand elle est en produc- tion si dans le réservoir de stockage un niveau de point de consigne est atteint parce que le produit n’est pas consommé. 24
  29. 29. 3.4 Commande de la machine La commande et le réglage des paramètres de la machine peuvent être effectués grâce au pupitre présent sur cette dernière ou au synoptique de la machine sur l’écran tactile installé sur celle-ci. À partir du synoptique de la machine, il est possible de voir l’état de fonection- nemen de la machine, si celle-ci est en production ou en CIP CleaningInPlace et quelle est la recette sélectionnée, quelles vannes sont ouvertes ou fermées et quelles pompes sont en marche ou à l’arrêt. Il est possbible de voir les niveaux dans les réservoirs ; avec le bouton play-stop, on met en marche ou on arrête la partie de production, tandis que la partie d’envoi à la remplisseuse reste en marche ; à partir de la barre dans la partie inférieure il est possible de naviguer dans les autres pages. 25
  30. 30. Figure 27 – Le pupitre de commande 26
  31. 31. Figure 28 – Synoptique de commande 27
  32. 32. Conclusion Ainsi, j’ai effectué mon au sein de l’entreprise ABC Pepsi. Lors de ce stage de 02 semaines, j’ai pu mettre en pratique mes connaissances théoriques acquises durant ma formation, de plus, je me suis confronté aux difficultés réelles du monde du travail. Après ma rapide intégration dans l’équipe, j’ai eu l’occasion de réaliser plusieurs tâches qui ont constitué une mission de stage globale. Chacune de ces tâches, utiles au service et au bon déroulement de l’activité de l’entreprise. Je garde du stage un excellent souvenir, il constitue désormais une expérience professionnelle valorisante et encourageante pour mon avenir. Je pense que cette expérience en entreprise m’a offert une bonne préparation à mon insertion professionnelle car elle fut pour moi une expérience enrichissante et complète qui conforte mon désir d’exercer mon futur métier de d’ingénieur dans le domaine de l’automatisation des processus industriels. Enfin, je tiens à exprimer ma satisfaction d’avoir pu travaillé dans de bonnes conditions matérielles et un environnement agréable. 28
  33. 33. Références [1] SIPA Training Manual. SIPA. 29

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