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Étude de cas | Analyse industrielle/Éthanol/FactoryTalk Analytics
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Un producteur d’éthanol optimise sa capacité de production

Un fabricant d'énergie agricole augmente la production d'éthanol grâce à l'optimisation du processus de séchage par commande en boucle fermée

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Vue aérienne d’une bioraffinerie d’éthanol en automne

Défi : maximiser la production tout en maîtrisant les coûts pour répondre à la dynamique du marché

La demande de carburant à base d’éthanol continue de croître aux États-Unis, car de plus en plus de villes et d’États adoptent des politiques encourageant ou imposant l’utilisation d’éthanol dans l’essence. La production d’éthanol par broyage à sec génère également des drêches de distillerie déshydratées avec solubles (DDGS) et des drêches de distillerie humides avec solubles (WDGS), qui sont très demandées comme aliments pour le bétail.

Il n’est donc pas surprenant que ce qui a commencé comme un comité d’agriculteurs et d’hommes d’affaires intéressés par la construction d’une usine de production d’éthanol à valeur ajoutée ait rapidement abouti à une usine d’éthanol à grande échelle. L’usine est capable de broyer 13000000 boisseaux de maïs, de produire 35000000 gallons d’éthanol et de générer plus de 170000 tonnes de drêches de distillerie humides et déshydratées par an.

Les marchés en pleine croissance de l’éthanol, des DDGS et des WDGS signifient que les fabricants sont soumis à une forte pression pour maximiser la production tout en maîtrisant les coûts. Parce que même les plus petites variables dans le processus de production complexe peuvent avoir un impact sur le rendement, le délai de mise sur le marché, les coûts d’exploitation et la marge bénéficiaire, les producteurs d’éthanol doivent constamment trouver un équilibre entre la dynamique du marché et l’efficacité opérationnelle.

Ligne de maïs – Entreprise d’éthanol
 

Solution : Renforcement des capacités avec Rockwell Automation

Peu de temps après le début de ses activités, l'équipe visionnaire du fabricant a commencé à chercher des moyens de maximiser la capacité de production et l'efficacité de son usine de séchage. Plus précisément, l'équipe souhaitait augmenter la capacité du séchoir, réduire les coûts énergétiques, augmenter l'humidité des DDGS (et le rendement) et accroître la production d'éthanol grâce à un fonctionnement plus stable de la colonne de bière.

L'équipe s'est tournée vers Rockwell Automation, un leader reconnu dans la technologie de commande en boucle fermée prédictive et les solutions environnementales pour l'industrie de l'éthanol, pour mettre en œuvre  FactoryTalk® Analytics™ PavilionX™ pour l'optimisation des procédés.

La solution Rockwell Automation a permis aux entreprises de production d'éthanol d'atteindre les objectifs commerciaux souhaités en matière de performance opérationnelle tout en  maintenant la conformité réglementaire. Des capacités puissantes de modélisation, de commande, de surveillance, d'analyse, de visualisation, d'entreposage et d'intégration  ont été combinées pour fournir des solutions ciblées, offrant une économie de temps plus rapide et une valeur cumulative supérieure à celles des solutions alternatives.


« Les résultats que nous avons obtenus avec Rockwell Automation ont largement dépassé nos attentes… La solution Rockwell Automation nous a donné l’avantage dont nous avions besoin pour accroître notre capacité de production, avec un investissement supplémentaire minimal dans l’équipement de l’usine. »

- Directeur d’usine, fabricant d’éthanol


Le fabricant d'éthanol a d'abord travaillé avec les ingénieurs logiciel de Rockwell Automation pour définir clairement les exigences, clarifier les attentes et identifier les avantages anticipés. Les paramètres du projet incluaient l'optimisation de l'évaporateur, du séchoir et de l'oxydant thermique de l'usine.

Rockwell Automation a mis en œuvre sa solution  FactoryTalk Analytics PavilionX pour optimiser les performances du séchoir en prédisant et en assurant la commande en boucle fermée de l'humidité. La solution utilisait un automate multivariable non linéaire qui était utilisé pour générer et exécuter l'optimisation et la commande dynamiques. Son contrôle continu des processus a permis de maximiser la production du séchoir du fabricant d'éthanol 24 h/24, 7 j/7, afin d'obtenir les meilleurs rendements possibles avec la configuration actuelle de l'équipement de l'usine.

L'automate a été conçu pour transférer la charge de séchage du séchoir à l'évaporateur. Il est également personnalisé pour réduire les pertes de chaleur de la température de la chambre chaude de l'oxydant thermique, ce qui réduit le besoin en gaz naturel. Il contrôle la pression de la vapeur de procédé de l'oxydant thermique et l'évaporateur de sirop (y compris les solides de sirop et la consommation de vapeur) dans la colonne de bière pour gérer et stabiliser la séparation de la colonne de bière avec la vapeur résiduelle de l'évaporateur. Rockwell Automation  a également personnalisé la solution du fabricant d'éthanol pour permettre une humidité moyenne plus élevée des DDGS, ce qui augmente le rendement des DDGS.

Résultats : production accrue avec une consommation d'énergie réduite

Grâce à la mise en œuvre de FactoryTalk Analytics PavilionX, le fabricant d'éthanol a augmenté sa production de 12 %. La solution a également permis à l'usine de réduire considérablement sa consommation d'énergie, ce qui a entraîné une augmentation de 9.9 % de l'efficacité énergétique.

Key Benefits
• Augmentation de 12 % de la production d'éthanol
• Augmentation de 12 % du débit
• Augmentation de 9.9 % de l'efficacité énergétique
• Réduction de 3.3 % de l'écart type de l'humidité du séchoir
 

Le fabricant d'éthanol a réalisé ces avantages significatifs avec un investissement supplémentaire minimal dans l'équipement de l'usine. L'équipe estime que la valeur totale de l'installation est supérieure à USD 2500000,00 par an, sur la base des valeurs marginales moyennes du secteur et du coût du gaz naturel. Les résultats impressionnants du projet démontrent la quantité importante de capacité cachée dans les processus de production, facilement disponible avec la bonne solution de commande en boucle fermée.

Débit de performance du processus de production d’éthanol

Publié 10 juillet 2023

Sujets: Analyse industrielle Énergie Durabilité Pétrole et Gaz Renewable Energy FactoryTalk Analytics
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