Un avenir économe en énergie pour le secteur de l'alimentation et des boissons : par Brith Isaksson, responsable mondial du segment Alimentation et boissons, ABB

Aujourd’hui, le secteur de l’alimentation et des boissons est responsable d’environ 30 % de la consommation mondiale d’énergie et de 20 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre. Comme dans toute autre industrie, les consommateurs et les gouvernements demandent au secteur de l’alimentation et des boissons de réduire son impact environnemental.

Cette recherche d'efficacité répond aux intérêts du secteur. L'enquête 2022 d'ABB sur l'efficacité énergétique menée auprès de plus de 2 000 entreprises a révélé que 90 % d'entre elles craignent que les coûts énergétiques constituent une menace pour la rentabilité. Pour gagner la confiance des consommateurs modernes et respecter une réglementation de plus en plus stricte, les entreprises de produits alimentaires et de boissons doivent fonctionner aussi efficacement que possible.

Les moteurs électriques sont au cœur de presque toutes les machines, en particulier dans le secteur de l'alimentation et des boissons – des bandes transporteuses aux extrudeuses, mélangeurs, pompes, etc. Partout où un moteur est utilisé, il existe une opportunité d’améliorer l’efficacité énergétique.

Les moteurs qui alimentent l’avenir

Une façon d’améliorer l’efficacité consiste à remplacer les moteurs par des modèles plus efficaces. En Europe, en Chine et dans de nombreux autres pays, l'efficacité d'un moteur électrique est décrite par sa classe d'efficacité internationale (IE). Chaque augmentation de classe, par exemple de IE1 à IE2, représente une diminution de 20 % des pertes. Aujourd'hui, les nouveaux moteurs industriels en Europe doivent être de niveau IE3 ou supérieur, et IE4 deviendra la norme minimale pour les nouvelles installations en juillet 2023.

La classe énergétique la plus élevée du marché est celle des moteurs IE5 « ultra-premium », qui utilisent la technologie de moteur à réluctance synchrone (SynRM). Le remplacement des moteurs IE3 par des modèles SynRM IE5, conçus pour fonctionner avec des entraînements à vitesse variable (VSD), réduit les pertes d'énergie de 40 %, ce qui entraîne une diminution de la consommation totale d'énergie et des émissions de CO2.

En plus de l'efficacité, la technologie SynRM offre également de nombreux avantages, notamment le fait d'être plus silencieuse, plus fiable et de générer des températures plus basses que les autres moteurs. Leur contrôle précis de la vitesse, quant à lui, est idéal pour créer des produits alimentaires et des boissons cohérents.

Moteurs et variateurs : un accord parfait

Les opérateurs peuvent améliorer encore davantage l'efficacité énergétique en associant des moteurs à haut rendement à des VSD. Sans entraînement, un moteur tourne constamment à pleine vitesse. Pour ajuster le débit en aval, les opérateurs utilisent souvent des mécanismes d'étranglement comme des vannes. Cependant, c'est comme utiliser simultanément les freins et l'accélérateur dans un véhicule : c'est un gaspillage d'énergie.

En comparaison, les VSD ajustent la vitesse du moteur, permettant à l'opérateur de le ralentir ou de l'accélérer en fonction de la demande. Le moteur consomme moins d’énergie lorsqu’il ne tourne pas à pleine vitesse, et même un léger ajustement de la vitesse peut réduire considérablement la consommation d’électricité. Ralentir le moteur de seulement 20 % peut réduire la consommation d’électricité de moitié. La possibilité de faire varier la vitesse et le couple réduit également l'usure du moteur et des machines qu'il alimente. Cela prolonge la durée de vie du système et réduit les dépenses totales de l'installation.

Les entraînements offrent également des avantages significatifs en matière de sécurité. Par exemple, la fonction d'arrêt sécurisé du couple (STO) des variateurs ABB amène une machine en toute sécurité dans un état sans couple et l'empêche de démarrer accidentellement. Cette fonction permet le nettoyage et l’entretien mécanique des machines en toute sécurité.

Pourquoi mettre à niveau ?

Un VSD permet des économies d'énergie moyennes d'environ 25 %. Lorsqu'il est combiné avec un moteur SynRM, des économies supplémentaires allant jusqu'à 10 % sont possibles par rapport à un moteur et un variateur conventionnels. Cela signifie que la mise à niveau est souvent amortie en économies de coûts électriques en moins d’un an.

De plus, les moteurs et les variateurs remplacent fréquemment les solutions existantes. Les unités VSD sont disponibles dans différents formats compacts et faciles à installer, idéaux pour les variateurs et modules de variateur montés au mur ou en armoire.

L'efficacité est douce

Lorsque le producteur égyptien de sucre de betterave Canal Sugar a décidé de construire une nouvelle usine de transformation près de la ville de Minya, l’efficacité énergétique était une priorité. La conception nécessitait un multidrive ABB ACS880 et 15 moteurs à aimant permanent IE4 ainsi qu'un transformateur et un câblage.