Réduire les coûts énergétiques dans l'emballage : vannes pneumatiques et capteurs intelligents pour la durabilité

Rédigé par les spécialistes d'Emerson.

On estime que plus d'un tiers des émissions de gaz à effet de serre proviennent des systèmes alimentaires, l'emballage représentant ~5,4 % de cela. Pour réduire — et éliminer — les émissions, les entreprises de biens de consommation emballés (CPG) fixent des objectifs de décarbonation. En passant à l'action vers la neutralité carbone, elles cherchent des moyens fiables de réduire l'énergie dans leurs installations.

Une façon fiable de réduire la consommation : intégrer de nouvelles technologies de vannes pneumatiques écoénergétiques. Les vannes de contrôle pneumatiques sont critiques pour de nombreux systèmes d'emballage pour leur performance fiable et rentable. Leur prévalence et les nouvelles capacités intelligentes développées par les fabricants offrent une grande opportunité aux CPG d'économiser l'énergie et de tirer plus de valeur de leurs systèmes pneumatiques.

Optimiser l'utilisation d'énergie avec capteurs de débit

Généralement, les CPG ont beaucoup de machines, souvent de fabricants différents, partageant une ligne principale d'alimentation en air comprimé. L'air comprimé utilisé pour faire fonctionner cet équipement et alimenter les processus nécessite beaucoup d'énergie à produire. Malheureusement, tout n'est pas utilisé efficacement ; certains fuites gaspillent l'air. Difficiles à détecter, elles passent souvent inaperçues jusqu'à pertes d'énergie massives et arrêts coûteux.

La surveillance du système pneumatique détecte les fuites et contrôle l'énergie. La plupart des machines n'ont pas de surveillance intégrée. Mais elles peuvent être rétrofitées avec des capteurs pneumatiques intelligents. Les capteurs de débit, comme l'AVENTICS^TM Série AF2 d'Emerson, permettent d'identifier et traiter les fuites tôt — même avant qu'elles ne surviennent — pour optimiser l'énergie.

En mesurant la consommation d'air comprimé en temps réel, les capteurs offrent une image claire de la performance du système pneumatique et de la consommation d'énergie. Avec ces infos, les entreprises comprennent mieux leur usage énergétique et agissent pour le contrôler efficacement.

Bien plus qu'un débitmètre, l'AF2 mesure 8 paramètres : pression, température, débit massique, volumique, vitesse, masse totale, volume total, énergie. Son grand écran OLED configurable affiche clairement les données, facile à lire. Opérateurs peuvent configurer visualisations : graphiques de flux, courbes de process, valeurs cumulées. Mémoire jusqu'à 7 jours pour historique machine.

L'AF2 fournit données au niveau machine et signale quelle machine dans la ligne peut avoir une fuite. En utilisant les données, opérateurs gagnent en insight sur le flux d'air et corrèlent avec les cycles machine. En comprenant le cycle et le profil d'air, on compare données temps réel à données de référence (profil standard, ou meilleure machine de la ligne). Si déviation, on identifie le problème et agit vite : remplacer composant causant la fuite.

Comparer profil de cycle et consommation d'air donne infos précieuses sur santé machine, fuites possibles, consommation énergie, inaccessibles autrement. Aide à décisions confiantes et actions contrôlant l'énergie de la ligne.

En fait, la capture de données et l'approche systématique de l'AF2 permettent de surveiller la consommation d'air selon DIN ISO 50001 pour management de l'énergie. Cette norme aide à établir, implémenter, maintenir, améliorer les systèmes de management de l'énergie.

Avec juste l'AF2, les CPG gardent les données dans leur réseau IT ou les extraient vers cloud via passerelles. Avec passerelle et logiciel dédié : tableaux de bord avancés, stockage historique, seuils paramétriques déclenchant alertes, analyse fuites, corrélation avec autres capteurs, comptabilité site, et plus.

La simplicité de l'AF2 et sa richesse d'infos offrent aux CPG un point d'entrée fondamental pour leur transformation numérique et un moyen fiable d'économiser l'énergie.

Les données des capteurs présentées aux opérateurs via insights et visualisations sur appareils intelligents personnels, facilitant accès, interprétation, utilisation pour décisions. (image Emerson)

Réduire le gaspillage avec vannes proportionnelles

On estime ~1 million de bouteilles plastique vendues par minute. Majorité PET. Pour la demande, ~3500 systèmes de soufflage-étirage (SBM) produits/déployés/an.

Les derniers systèmes intègrent SBM et embouteillage en flux continu. Systèmes combinés réduisent empreinte physique et carbone en supprimant le transport bouteilles production→remplissage. Les technologies de vannes pneumatiques pilotant fonctions clés SBM économisent aussi beaucoup d'énergie.

Trois technologies pneumatiques pour la plus grande différence de consommation : vannes de contrôle proportionnelles, systèmes de préparation d'air, blocs de soufflage. La préparation d'air améliore efficacité et contrôle de l'air basse/haute pression pour préformes et expansion soufflage. Les fonctions pré-soufflage, soufflage, recyclage, échappement de blocs compacts haute performance contrôlent mieux la croissance du volume. Les vannes proportionnelles avancées révolutionnent l'expansion pré-soufflage et améliorent significativement l'efficacité énergétique de cette étape.

Emerson propose une solution de vanne proportionnelle conçue pour remplacer le flux haute pression tout-ou-rien à l'étape pré-soufflage en production PET. Solution innovante : vanne proportionnelle spécialement conçue, électronique de contrôle, logiciel. La vanne affine l'expansion de chaque bouteille dans le moule en modulant le flux, au lieu d'un débit uniforme comme le tout-ou-rien. Le système stocke les points de consigne de séquence dans la vanne ou répond aux directives du PLC SBM pour croissance délibérée, permettant d'affiner précisément l'expansion des bouteilles chauffées.

La capacité d'affiner la formation de paroi et forme permet bouteilles plus fines, légères, réduisant matière par bouteille. Économise énergie : pression soufflage réduite sans sacrifier qualité, et température four pré-soufflage réduite.

Au-delà de la modulation précise, cette technologie a des capacités supplémentaires améliorant efficacité et durabilité : rétroaction résultats indiquant qualité de chaque soufflage. Données critiques pour perfectionner le formage, améliorer qualité/cohérence, réduire rebut. Surveillance d'état pour maintenance préventive, efficacité accrue, arrêts réduits.

Outre économies d'énergie, le système permet débit plus élevé pour formes complexes, plus attractives pour consommateurs. Processus facilement mis à jour via logiciel/formule PLC, chaque poste de soufflage affiné sans arrêter la production.

Meilleur contrôle, plus d'économies

Nouvelles technologies de vannes pneumatiques intelligentes donnent aux CPG des moyens fiables de réduire l'énergie. Intégration capteurs intelligents lignes emballage + vannes proportionnelles production PET = contrôle processus, affinement résultats. La décarbonation fiable des lignes ne se fera pas sans intention — il faut le haut niveau de contrôle, précision, délibération que ces technologies offrent.

Contactez les experts JHFoster pour apprendre comment économiser l'énergie dans votre installation.