Un nouveau système de filtration offre des avantages intéressants aux producteurs de sirop de maïs

Contexte

Si vous avez mangé quelque chose de sucré aujourd'hui, il y a de fortes chances pour que vous ayez consommé du sirop de maïs sous une forme quelconque. Mais savez-vous ce qu'est le sirop de maïs ?

Le sirop de maïs est ajouté aux aliments pour adoucir la texture, ajouter du volume, empêcher la cristallisation du sucre et relever le goût. Le sirop de maïs à haute teneur en fructose, obtenu par la transformation d’une grande partie de son glucose en fructose, est un produit encore plus sucré. 

L'un des principaux producteurs mondiaux d’édulcorants à base de maïs dont les sirops de maïs, les sirops de maïs à haute teneur en fructose, la maltodextrine, le fructose cristallin et le dextrose, était en quête de moyens pour améliorer son procédé de fabrication et ainsi réduire les pertes de produits, les frais de maintenance et les risques de blessure. L'un des principaux producteurs mondiaux d'édulcorants à base de maïs dont les sirops de maïs, les sirops de maïs à haute teneur en fructose, la maltodextrine, le fructose cristallin et le dextrose, était en quête de moyens pour améliorer son procédé de fabrication et ainsi réduire les pertes de produits, les frais de maintenance et les risques de blessure.

Défi 

La fabrication de sirop de maïs est un processus où chaque étape comporte son quota de défis. Après l'inspection et le nettoyage du maïs, ce dernier est macéré pendant 30 à 40 heures pour commencer à briser les liaisons protéiques et amidoniques. La troisième étape du processus consiste à moudre grossièrement le maïs pour séparer le germe du reste du grain. Les eaux-mères restantes, constituées de fibres, d'amidon et de protéines, sont finement broyées et filtrées pour séparer les fibres de l'amidon et des protéines. 

L'amidon est ensuite séparé des eaux-mères restantes dans des hydrocyclones, qui séparent les particules dans une suspension liquide. L'amidon peut ensuite être transformé en sirop. L'entreprise a fait appel à Eaton pour la conception du système de filtration destiné à la conversion du sirop de maïs. 

Les filtres tubulaires Eaton qui avaient été installés dans l'usine dans les années 1970 se sont révélés robustes et fiables, mais ils ont du faire l'objet d'une modernisation.

« Nous avons rencontré le directeur de la raffinerie et l'ingénieur de procédé pour discuter des filtres actuels et des plans de mise à niveau », explique Jim Lago, directeur régional des ventes chez Eaton. « Eaton a donc mis en œuvre ses dernières technologies pour améliorer les processus, réduire la main-d'œuvre, améliorer la sécurité et éliminer les nettoyages répétitifs. Puisqu'ils faisaient déjà partie de la clientèle d'Eaton, nous étions familiers avec leur processus, leur équipement et leurs défis, et nous avions les connaissances nécessaires pour recommander une solution appropriée qui répondrait à leurs attentes. » 

La réduction des risques de sécurité potentiels a revêtu la plus grande importance lors de la mise en œuvre du nouveau processus. Pendant le traitement, les fluides épais sont souvent chauffés pour augmenter la vitesse et l'efficacité avec lesquelles ils se déplacent tout au long du processus. Les matériaux traversant les filtres tubulaires pouvaient souvent atteindre des températures allant jusqu'à 60 °C (140 °F). Le personnel était donc soumis à des risques de brûlure en cas de fuite au niveau des joints ou d’autres points de raccordement. La fréquence des opérations de maintenance et de nettoyage des filtres présentait des risques supplémentaires en raison de l'exposition accrue aux fluides chauds. 

Autre facteur à considérer lors du choix de la solution adéquate : le débit devant atteindre 2 500 gallons à la minute (9 464 litres à la minute). Avec 150 000 gallons (567 812 litres) de fluide chaud et collant circulant dans le système toutes les heures, ce facteur a créé un défi supplémentaire et un besoin d'augmenter la capacité du système. 

Pour le client, les coûts de maintenance constituaient également un point d'achoppement. Les filtres de leur système exigeaient un nettoyage trihebdomadaire réalisé par une équipe externe. En cas de problème inhabituel, ces nettoyages devaient être effectués encore plus régulièrement, ce qui entraînait des temps d'arrêt et des frais supplémentaires. L'entretien fréquent des filtres a également contribué à l'augmentation des pertes de produits et à la perte potentielle d'un lot entier de sirop de maïs. 

Solution

Un filtre à débit élevé a été recommandé pour le système.

Cette technologie offre un accès rapide et facile pendant les opérations de maintenance, réduit les fuites potentielles et nécessite un nombre de pièces mobiles moins important. Parmi les autres avantages : 

• Nettoyage minimal pour une opération peu polluante 
• Installation facile 
• Fonctionnement continu 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 
• Facilité de maintenance pour des coûts de main d'œuvre réduits 
• Solution écoresponsable. Plus besoin d'acheter, de remplacer et de mettre en décharge les filtres.
• Disponible en version ASME optionnelle 

Résultats

À titre expérimental, le client a procédé à l'installation du filtre à nettoyage mécanique MCS-500 pour recueillir des données et en évaluer les résultats. Au bout de quelques mois, les résultats ont dépassé les attentes du client. 

Le système est également disponible avec une configuration multiplexe qui permet aux clients d'ajouter des stations supplémentaires si leur application l'exige ultérieurement. Au départ, le client a décidé d'acheter cinq filtres, avec la possibilité d'en ajouter un sixième en cas d'augmentation du débit. 

Depuis la mise en service du filtre MCS-500, le processus de filtration est devenu plus stable, ce qui a permis de réduire les pertes de produits, les opérations de maintenance mais aussi les coûts en main d'œuvre et d'entretien.

De plus, d'autres secteurs de l'usine ont pris note du résultat positif et ont exprimé leur intérêt à se familiariser avec la solution pour répondre à des besoins similaires dans leur application. Ce sont de très bons résultats.