Moteur pour pasteurisateur et homogénéisateur

Dans une usine qui traite le lait, les jus de fruits, l'ayran ou l'œuf liquide, le pasteurisateur tire sa chaleur d'un échangeur à plaques et l'homogénéisateur tire de ses pistons la pression qui fragmente les gouttelettes de matière grasse ; le mouvement de l'un comme de l'autre vient d'un moteur électrique. Cette page est une sous-rubrique de notre guide des moteurs pour machines alimentaires ; elle explique quelle pompe le moteur entraîne, et comment, dans les unités de traitement thermique et d'homogénéisation, et comment le démarrage et le service continu orientent le choix.

Unité de pasteurisation : tous les moteurs entraînent des pompes

Dans un pasteurisateur à plaques, le produit circule entre de fines plaques inox : il se réchauffe d'abord dans la section de récupération, atteint ensuite la température de pasteurisation dans la section eau chaude, séjourne un temps donné dans le chambreur puis est refroidi dans la section de refroidissement. Tout ce qui tourne dans ce cycle est une pompe :

• Pompe d'alimentation (produit) : Elle prend le produit dans le bac tampon et le fait passer dans les plaques. C'est généralement une pompe centrifuge hygiénique accouplée directement à un moteur 2 pôles. Un débit constant est important pour que le temps de chambrage ne varie pas ; c'est pourquoi l'entraînement par convertisseur de fréquence est courant.
• Pompe booster : Certaines lignes emploient une seconde pompe pour maintenir la pression du côté pasteurisé au-dessus de celle du côté cru.
• Pompe de circulation d'eau chaude : Elle fait circuler dans la section de chauffage l'eau chauffée par vapeur ou chaudière ; elle n'est pas en contact avec le produit et la charge du moteur est stable.
• Pompe d'eau froide ou glacée : Elle alimente la section de refroidissement ; le groupe frigorifique qui prépare cette eau sort du cadre de cette page.

Les étapes générales de choix des moteurs de pompe figurent sur notre page des moteurs électriques pour pompes, et les sujets propres aux pompes à aspiration axiale sur celle du moteur de pompe centrifuge.

Homogénéisateur : une pompe à pistons haute pression

L'homogénéisateur est en réalité une pompe haute pression à plusieurs pistons (généralement trois). Le moteur entraîne un vilebrequin par courroies trapézoïdales ; le vilebrequin fait aller et venir les pistons et le produit est poussé à haute pression à travers un étroit clapet d'homogénéisation. Les gouttelettes de matière grasse diminuent lors de ce passage et le lait ne crème plus.

Du point de vue du moteur, trois caractéristiques de l'homogénéisateur sont déterminantes. D'abord, la charge est à couple constant : tant que le réglage de pression reste le même, le moteur demande un couple semblable à toute vitesse. Ensuite, le couple pulsé créé par le vilebrequin à chaque piston, même lissé par la courroie et le volant, laisse une charge vibratoire sur les roulements et la courroie. Enfin, le moteur le plus puissant de la ligne se trouve en général sur l'homogénéisateur ; le mode de démarrage concerne donc aussi le réseau.

On démarre normalement un homogénéisateur clapet d'homogénéisation ouvert, c'est-à-dire sans pression ; une fois le moteur à pleine vitesse, l'opérateur ou l'automatisme monte la pression. Le démarrage est ainsi allégé. Aux puissances plus élevées, on utilise l'étoile-triangle, un démarreur progressif ou un convertisseur de fréquence ; le choix dépend de la conception de la commande du constructeur et de la capacité du réseau.

Service continu, température et vapeur

Dans la plupart des laiteries, les lignes de pasteurisation tournent deux postes par jour ou sans interruption ; une fois le produit terminé, la ligne passe au cycle de nettoyage en place (NEP/CIP) et les pompes font alors circuler une solution caustique et acide chaude. Pour les moteurs, cela signifie une charge stable pendant de longues heures. Pour les sites qui veulent surveiller la température du bobinage, des sondes PTC ou PT100 peuvent être ajoutées à la commande.

L'environnement de l'unité est chaud et humide : la section eau chaude, les vannes vapeur et les cuves ouvertes pendant le NEP dégagent de la vapeur. Dans les ateliers arrêtés la nuit, de la condensation peut se former dans le bobinage ; la résistance anti-condensation est aussi une option de commande. La protection IP55 des moteurs HEM est conçue pour la poussière et les projections d'eau. Le lavage à l'eau sous pression, la mousse chimique, le contact avec le produit ou les exigences de surface hygiénique ne font pas partie des conditions auxquelles ce moteur est destiné. Aux emplacements proches de la zone alimentaire, une mesure de protection du constructeur de la machine ou un moteur spécial est nécessaire ; précisez cette condition dans la commande.

Réglage de vitesse et transmission par courroie

Sur la pompe d'alimentation, le convertisseur sert à fixer le débit en fonction du temps de chambrage. Les moteurs triphasés HEM conviennent à l'entraînement par convertisseur ; comme la pompe ne tourne pas longtemps à basse vitesse, un ventilateur supplémentaire est souvent inutile, mais si la distance entre moteur et armoire est grande, parlons du besoin d'un filtre au moment de la commande. Les détails figurent sur la page des moteurs compatibles variateur.

Sur l'homogénéisateur, le rapport entre la poulie du moteur et celle du vilebrequin a été calculé pour la vitesse de piston fixée par le constructeur. Lors du remplacement du moteur, il faut conserver le même nombre de pôles ; sinon la vitesse des pistons, et donc le débit et la pression, changent. Comme la tension de courroie agit directement sur le roulement avant du moteur, elle doit être réglée selon la notice.

Montage et choix de la carcasse

Sur les pompes centrifuges à produit, le moteur est généralement relié à la pompe en version pattes et bride (B34 ou B35) ; certaines pompes monobloc utilisent un moteur à bride seule (B5). Le moteur de l'homogénéisateur est monté à pattes (B3) dans le bâti de la machine ou à côté, sur un socle à glissières qui permet de tendre la courroie. HEM fournit toutes ces formes de montage (B3, B5, B14, B34, B35) et des dispositions verticales comme V1 selon la taille de carcasse ; les cotes de bride et d'arbre se précisent lors de l'échange sur la commande. Pour des charges lourdes, continues et vibrantes comme un homogénéisateur, on préfère les moteurs à carcasse en fonte.

Modèles HEM d'exemple pour pasteurisation et homogénéisation

Ces modèles sont donnés à titre indicatif ; la décision finale se prend en examinant la charge de l'unité, la vitesse voulue, la forme de montage et les conditions d'exploitation. Comme la puissance d'un homogénéisateur varie fortement selon la capacité et la pression, la plaque du moteur existant reste le point de départ le plus fiable.

Ce qu'il faut préparer pour un devis

Envoyer une photo de la plaque du moteur existant suffit en général pour choisir un équivalent ; notre article sur le moteur équivalent à partir de la photo de plaque décrit la démarche. Sans plaque, notez : quelle machine (pompe de pasteurisateur, booster, pompe d'eau chaude ou homogénéisateur), la puissance du moteur en kW, sa vitesse en tr/min, la tension du site, la forme de montage (pattes, bride, socle à glissières pour courroie), le mode de démarrage du moteur, la présence ou non d'un convertisseur et le nombre d'unités nécessaires.

Les modèles et les prix sont dans notre boutique. Pour obtenir un devis ou poser une question, utilisez notre ligne WhatsApp ou le téléphone ; les numéros se trouvent sur la page contact.

Questions fréquentes

Pourquoi le moteur de l'homogénéisateur disjoncte-t-il au démarrage ?

S'il est démarré alors que le clapet d'homogénéisation est sous pression, le moteur demande un couple élevé au démarrage. Vérifiez que le clapet est ouvert ; si le problème persiste, il faut contrôler le mode de démarrage et la tension de courroie.

Puis-je augmenter le débit en montant un moteur 2 pôles sur l'homogénéisateur ?

Non. La vitesse des pistons est fixée par la limite de conception de la machine ; un moteur plus rapide surcharge le vilebrequin, les clapets et les joints. Toute hausse de capacité doit être étudiée avec le constructeur de la machine.

Le convertisseur est-il indispensable sur la pompe d'alimentation du pasteurisateur ?

Il n'est pas indispensable, mais il est courant. Le convertisseur aide à préserver le temps de chambrage en maintenant le débit constant face à une résistance qui change à mesure que les plaques s'encrassent.

Les moteurs subissent-ils une charge supplémentaire pendant le NEP ?

La solution de nettoyage a une densité et une température un peu différentes de celles de l'eau, mais la charge des moteurs de pompe reste en général proche de celle de la production. Ce qui demande vraiment de l'attention, c'est la vapeur et les projections de produits chimiques autour du moteur.