1 CHAPITRE : PRESENTATION DE LA SHB
1.3 Activités de la structure et approvisionnement en matière première par la
1.3.3 Organisation du département de maintenance
Le service maintenance assure la disponibilité des équipements afin que ceux-ci réalisent les objectifs quantitatifs et qualitatifs de production à moindre coût.
L’efficacité de son travail devant être évaluée à partir des données de ses principaux documents de travail.
Les travaux effectués par le service maintenance sont de deux types :
Les travaux de maintenance curative
Les travaux de maintenance préventive (systématique et conditionnelle)
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Les principaux documents utilisés par le service maintenance pour les interventions sur les équipements sont :
- La Demande d’Intervention ou DI, - L’Ordre de Travail ou OT,
- Le permis de feu.
La demande d’intervention
C’est le document de communication entre le service maintenance et les services utilisateurs des équipements. C’est le document que les ateliers établissent et font parvenir au service maintenance pour l’informer d’une panne.
L’ordre de travail
C’est le document par lequel le responsable du service maintenance autorise l’exécution des tâches. Dans le cas des entretiens préventifs, l’OT est établi à partir du planning d’entretien préventif de chaque atelier.
Le permis de feu
C’est le document qui autorise le maintenancier à apporter du feu dans une enceinte où il a risque d’incendie. Le chef maintenance vérifie toutes les conditions de sécurité et prend toutes les précautions afin d’éviter l’incendie avant de le délivrer.
Pour réussir cette mission, le service maintenance dispose de : - l’atelier mécanique ;
- l’atelier électrique ;
- un magasin des pièces de rechange et consommables.
L’atelier mécanique
Il s’occupe de la maintenance des équipements mécaniques de la société et comprend trois sections : la mécanique des systèmes de production, le graissage des équipements de production, la mécanique automobile.
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Les intervenants pour cet atelier sont repartis en trois équipes : le chef section mécanique, les mécaniciens de quart et une équipe de soudeurs.
L’atelier électrique
Il est chargé de la maintenance des équipements électriques de la société. Il assure l’entretien, la prévision et l’intervention sur toutes les pannes électriques. Il comprend une équipe composée du chef section électrique et des électriciens de quart.
Un magasin des pièces de rechange et consommables
Ce dernier sert à contenir et à gérer : l’outillage, les matières premières, les rechanges, les consommables, les produits d’entretien, les produits de lubrifications, les carburants etc…
Conclusion partielle
Ce chapitre nous a fait connaitre la SHB-Bohicon à travers son historique, ses infrastructures, son organisation structurelle, ses sources d’approvisionnement en matières premières, sans oublier l’organisation du département de maintenance.
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2 CHAPITRE 2 : PROCESSUS DE PRODUCTION DE L’HUILE ET PRESENTATION DU PROJET
Introduction partielle
L’activité menée par la SHB est la fabrication de l’huile extraite des graines de coton ou des graines de soja d’une part et d’autre part des tourteaux et aliments bétails. Quel est le processus par lequel les gaines de coton ou de soja sont transformées en huile ? Comment obtient-on les tourteaux et aliments bétails ? Deux questions qui trouveront leurs réponses dans le développement qui suit. Et pour finir ce dernier, nous présenterons le projet, objet de notre mémoire.
2.1 Origine et les diverses opérations de transformation des graines de coton 2.1.1 Origine
La photo n°2.1 présente les graines de coton. Elles ont une origine industrielle. En effet, elles sont fournies par les industries d’égrenage dont le but est de séparer les graines des fibres de coton. La production de 100 kg de coton fibres par ces industries engendre 165 kg de graines. Une tonne de graines fournit environ 200 kg d’huile brute, 300 kg de coques et 500 kg de tourteaux.
Photo 2.1: Graines de coton [7]
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2.1.2 Composition et valeur nutritionnelle des graines de coton
La composition et la valeur nutritionnelle des graines de coton sont regroupées dans le tableau suivant :
Tableau 2.1: Composition et valeur nutritionnelle de la graine de coton [16]
Matière sèche (MS) 92%
Energie brute 5400 kcal/kg MS
Lysine 0,78% MS
Méthionine 0,33% MS
Cystine 0,45% MS
Autres caractéristiques :
Tableau 2.2: Autres caractéristiques de la graine de coton [16]
Humidité 5-11
Acidité 0,9-3
Densité 0,36
Angle de Talus naturel 480
Pente pour le bon écoulement du produit 60° à 70°
Longueur 7 à 9 mm
Largeur 3 à 4 mm
Epaisseur 2 mm
Friabilité Assez dur
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Certaines caractéristiques, en particulier l’acidité, varient de façon continue au cours du stockage. La multiplicité des origines et des variétés fait de la graine de coton un produit très variable. Riche en matières grasses, beaucoup plus riche en fibres, la graine de coton permet de faire des rations pour des vaches laitières hautes productrices pour qui elles sont très énergétiques.
2.1.3 Les diverses opérations de transformation des graines de coton
L’huile VITALOR est obtenue après la transformation des graines du coton par une technologie bien précise. La production journalière de l’huile de coton est comprise entre 300 et 350 tonnes. L’huile est commercialisée sur les marchés nationaux et internationaux. Son procédé de fabrication regroupe les opérations à savoir la réception/stockage des matières premières, l’ensilage, le nettoyage, le décorticage, la cuisson, l’aplatissage, l’expandage des flocons, l’extraction, la neutralisation, la distillation, le raffinage, la fortification en vitamine A et enfin le conditionnement.
Notons que le laboratoire est sur la chaîne de production. En effet ce service assure tout au long de la chaîne de transformation le contrôle de la qualité des produits. Ainsi il est une porte ouverte dans toutes les unités de l’usine dans la mesure où divers échantillons sont prélevés chaque jour, un certain nombre de fois et à différents endroits.
Ceci permet à la SHB-Bohicon d’assurer la fidélité de sa clientèle et permet à l’usine de maximiser son rendement en surveillant un certain nombre de paramètres. Le diagramme technologique ci-après résume le procédé de transformation de la graine en AB, TCP, TCF et Vitalor.
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Figure 2.1: Diagramme technologique de la production d'AB, du TCP, du TCF, et de Vitalor [7]
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2.1.4 Les coques de cotons
La graine de coton a une coque importante. Celle-ci est couverte de fins poils qui constituent le linter. Les coques et les linters sont des matériaux très cellulosiques (respectivement 53% et 86% de cellulose). Les coques de coton sont relativement appétissantes et peuvent stimuler l’ingestion dans les rations de vaches laitières pauvres en fibres. La coque représente 25% à 34% du poids de la graine et le linter 11 à 16%.
Les linters servent à faire des matelas bon marché ou du papier de très belle qualité. Ils sont la base du papier hygiénique type « lotus ». Le tableau suivant présente la composition et la valeur nutritionnelle des coques de coton.
Tableau 2.3: Composition et valeur nutritionnelle des coques de coton [16]
Matière sèche (MS) 92%
Protéines 5% MS
Cellulose brute 53% MS
Matière grasse 03% MS
Cendre 03% MS
Calcium 0,15% MS
Phosphore 0,19% MS
Energie brute 4500 kcal/kg MS
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2.2 Description de la chaîne de production 2.2.1 Production de l’huile de coton
Ensilage-nettoyage
Les graines de coton sont versées dans des trémies d’ensilage comme le montre la photo n° 2.2. Des trémies, les graines seront transportées vers les nettoyeurs. Ces derniers ont pour but de les débarrasser des corps étrangers comme les métaux, les cailloux, etc. Les graines tombent sur une vis qui les conduit vers un élévateur qui alimente deux silos.
Photo 2.2: Ensilage des graines de coton [7]
Décorticage
A l’aide d’un relayeur, les graines sont convoyées aux décortiqueuses séparatrices qui ont pour rôle d’ouvrir les graines et de séparer ensuite par battage les coques des amandes oléagineuses. Les amandes (présentées sur la photo n°2.3) ainsi obtenues sont recueillies dans des trémies de stockage. Après battage une partie des coques est acheminée par des vis et un élévateur vers la chaufferie où elles servent de combustible pour la production de vapeur. La seconde partie est conservée dans des magasins de stockage dans le souci de préserver leur qualité car elles serviront à la production de l’aliment bétail.
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Photo 2.3: Amandes de coton [7]
Broyage ou aplatissage
Les amandes sont transférées des trémies vers l’aplatisseur au moyen des vis convoyeuses et des élévateurs. Il est composé de deux grands cylindres de mêmes dimensions de mouvement rotatif opposé l’un par rapport à l’autre. Les amandes mélangées avec 12 à 14 % de coques glissent à travers les deux tambours métalliques qui les aplatissent au fur et à mesure en écrasant les cellules oléiques des amandes. Les amandes aplaties ou flocons sont présentées sur la photo suivante.
Photo 2.4: Amandes de coton aplaties [7]
Cuisson
Il se fait dans un conditionneur à 5 étages communiquant à température croissante de 45 à 105°C à partir d’une vapeur d’eau de 2 barg. Les flocons après avoir traversé cette étape, deviennent de la farine ou amandes cuites et sont présentées sur la photo suivante.
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Photo 2.5: Amandes de coton cuites [7]
Expandage
L’expandage a pour rôle de soumettre les amandes aplaties et cuites à un brassage en présence de la vapeur qui maintient le mélange pâteux. Ce brassage provoque la mise à disposition des cellules oléiques. L’ajout de coques pendant l’aplatissage permet d’absorber le peu d’huile libérée dans l’expandeur. L’expandeur est monté à une vapeur d’eau de 5 barg mais utilise 105°C pour son opération. A la sortie de l’expandeur, les amandes cuites devenues des collets, sortent par des trous appelés buses à 77°C et sont refroidis à une température de 50 à 55°C. Le refroidissement des collets est nécessaire car cela permet l’évaporation de la vapeur des pores, créant ainsi le passage à l’hexane pour l’opération d’extraction. La photo suivante montre les collets obtenus après expandage.
Photo 2.6: Les collets [7]
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Extraction
Les collets obtenus et refroidis sont envoyés à l’extraction par un transporteur à chaîne. Par un système d’arrosage de solvant (hexane) la matière grasse est extraite des collets : le solvant agit simultanément à une migration de l’huile en trois temps :
diffusion moléculaire de l’intérieur des particules vers l’extérieur ;
diffusion moléculaire à la surface du produit soumis au solvant et cela dans la couche périphérique ;
diffusion de convergence de l’huile, de la couche périphérique vers le solvant en mouvement.
A la fin de cette extraction on obtient un mélange d’huile et d’hexane appelé miscella brut ou huile brute (photo n° 2.7) et de la farine déshuilée. Ce mélange ainsi obtenu est envoyé à la neutralisation dans des cuves munies d’une pompe à recirculation et d’un moteur agitateur permettant de l’homogénéiser. Quant à la farine déshuilée appelée tourteau, elle est séchée et débarrassée de toutes traces d’hexane dans le DT (Désolvantiseur Toaster). Elle est enfin destinée à l’atelier de pelletisation.
Photo 2.7: Miscella brut [7]
Neutralisation chimique (alcaline)
Elle vise essentiellement à éliminer les acides gras libres nuisibles à la qualité de l’huile sous forme de savons, par une solution de soude et d’acide phosphorique. Elle débarrasse l’huile de la totalité des substances indésirables comme : les phospholipides qui forment des précipités mucilagineux. Les traces éventuelles de métaux qui peuvent s’oxyder. La soude est l’élément important de la neutralisation. Elle a un effet
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décolorant sur l’huile brute en la débarrassant des pigments. On obtient alors du miscella neutre. Le miscella neutre est débarrassé d’une quantité importante d’hexane par récupération sous vide et condensation dans un distillateur.
L’hexane recueilli servira à d’autres extractions. Le produit obtenu après distillation ne contenant pratiquement pas d’hexane est appelé huile neutre et est présentée sur la photo 2.8.
Photo 2.8: Huile neutre [7]
L’huile neutre est envoyée à la raffinerie pour subir une décoloration suivie d’une désodorisation.
Décoloration
Elle consiste à éliminer les pigments colorants et les éventuelles traces de savon contenus dans l’huile neutre. Le procédé utilisé est un phénomène physique : l’absorption par la terre décolorante.
Désodorisation
Dernière phase de raffinage, elle a pour but d’éliminer de l’huile décolorée toutes les substances odoriférantes (aldéhydes et cétones) et les acides gras. Elle est effectuée à une haute température et sous un vide poussé. On obtient ainsi de l’huile raffinée (photo n°2.9) prête pour la consommation.
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Photo 2.9: Huile raffinée [7]
Conditionnement d’huile
L’huile raffinée est stockée dans le tank n°1 d’une capacité de 700 tonnes. Les tanks n°2 et n°3 sont utilisés pour le stockage de l’huile neutre. L’huile raffinée est aussi conditionnée en fûts métalliques de 200 litres, en bidons plastiques de 5 litres et de 0,90 litres pour la commercialisation. Elle est aussi commercialisée en vrac dans des camions citernes. La photo suivante présente l’huile raffinée conditionnée et stockée.
2.2.2 Production des tourteaux de coton et d’aliment bétail
Le tourteau de coton est l’un des produits finis de la SHB. Il est obtenu après extraction par solvant (hexane) de l’huile contenue dans la graine de coton.
Actuellement elle a une capacité de production de 300 tonnes de graines par jour.
Le procédé d’obtention suit les opérations unitaires suivantes :
préparation de la graine de coton ;
Photo 2.10: Huile raffinée conditionnée dans une bouteille, un bidon et dans le tank de stockage [7]
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l’extraction par solvant de l’huile contenu dans la farine ;
pré séchage de la farine déshuilée ;
Il est à noter que la SHB produit à partir de la graine de coton trois types de tourteaux à savoir :
tourteau de coton en farine ou TCF ;
tourteau de coton en pellets ou TCP ;
aliment pour bétail ou AB (dosage de la farine par la coque).
Préparation
La farine déshuilée subie un pré séchage successif dans les sept compartiments d’un désolvantiseur (DT). La température va de façon croissante dans les compartiments à compter du haut vers le bas. La farine sortie du DT est ensuite séchée dans trois tambours. Cette farine ainsi séchée destinée à la pelletisation peut-être soit conditionnée en vrac ou soit pelletisée.
L’Aliment Bétail (AB) se fait par dosage de la farine par des coques. A l’aide de deux vis mécaniques, la farine est dosée à 30% de coques. Ces proportions de farine et de coques sont déversées dans un mélangeur pour permettre l’homogénéisation. Le mélangeur est muni d’une vis à palettes facilitant ainsi l’opération. Au niveau du malaxeur le mélange subit une injection de vapeur, puis un malaxage. Le mélange malaxé est envoyé dans une presse pour lui conférer une forme de galette. Le produit ainsi obtenu est appelé aliment de bétail (AB).
L’aliment de bétail est refroidi à l’aide d’un refroidisseur à air frais. Le produit final est conditionné dans des sacs de 50 kg (voir figure 2.11). Le produit conditionné est classé en lot constitué de 420 sacs en vue de faire le contrôle de qualité sur chaque lot.
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Photo 2.11: Aliment bétail conditionné [7]
2.2.3 Production d’huile et de la farine de soja
La trituration du soja regroupe les mêmes opérations unitaires que le coton à la différence du décorticage et de la neutralisation. Au lieu du décorticage, la graine du soja est concassée. Après la neutralisation à la soude, le miscella neutre du soja subit le dégommage par l’acide phosphorique. La farine sortie de l’extracteur est séchée puis conditionnée dans des sacs de 50 kg. Ce produit est appelé TSF. Le TSF est utilisé dans l’alimentation animale (comme de la provende pour les bestiaux) et humaine (pâtisseries, biscuiteries). Le diagramme suivant présente le processus d’obtention de l’huile de soja et des pellets.
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Figure 2.2: Diagramme technologique de la production d'huile de Soja, de pellets ou des tourteaux [7]
Flocons cuits de provoquer une migration
de l'huile
Expandage formation des collets, à savoir des flocons agglomérées sous formes de petits
Collets boudins poreux
Extraction extraction de l'huile contenue dans les collets à l'aide d'un solvant (Hexane) dans
Farine un extracteur
Miscella brut Désolvantisation récupération de l'hexane contenu dans la farine par chauffage sous vide, suivi de la
Farine désolvantisée condensation des vapeurs
produites
Séchage séchage de la farine en vue de réduire son taux d'humidité
PELLETS très poussé (3 à 4 mbars)
OU
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2.3 Problématique et présentation du projet
Dans la configuration actuelle de la SHB, les coques de coton une fois obtenues de l’atelier décorticage, sont transportées par l’intermédiaire des vis transporteuses vers la chaufferie. Cette dernière utilise une partie (environ 45%) des coques comme combustibles de la chaudière en vue de la production de la vapeur. Le trop plein de coques est envoyé par l’intermédiaire d’une vis convoyeuse vers deux goulottes en forme de V. L’une de ces ouvertures est utilisée pour le chargement des coques de coton dans les camions. Un manœuvre avec une pelle en main est nécessaire pour une bonne répartition des coques dans le camion. Le camion principalement utilisé pour ce transfert est la Mercedes F1536 RB. La photo 2.12 nous présente les deux goulottes ainsi que le camion en plein chargement.
Photo 2.12: Déversement des coques de coton dans le camion [Hounto-ada, 2017]
Une fois le camion remplie, les coques sont acheminées vers les hangars, en dessous desquels les ouvriers sont prêts pour son chargement dans des sacs de 45 kg, 50 kg, 65 kg et 90 kg.
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Ainsi les conteneurs exportateurs des coques s’approvisionnent en sacs de coques, les transportant au port de Cotonou où ces derniers sont exportés.
Présentons à présent les conséquences de ce transport suivant différents volets :
Volet économique
Pour assurer ce transport 24 heures sur 24, le camion a besoin de gas-oil et d’entretien journalier. Le tableau 4 présente le coût des dépenses journalières engendrées par l’utilisation du camion dans le transport des coques.
Tableau 2.4: Coût des dépenses journalières engendrées par l'utilisation du camion
Les nécessaires Coût journalier (en F CFA)
Gas-oil 12 500
Volet disponibilité de coques
Il est important aussi de souligner que l’utilisation du camion n’assure pas une disponibilité permanente des coques sous les hangars. La demande d’exportation étant de plus en plus croissante, il y a donc un nombre élevé d’ouvriers or le camion compte tenu de sa capacité et de sa vétusté ne transporte que 36 tonnes de coques par jour. Ce qui est très insuffisant pour l’usine compte tenu de la demande.
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Volet environnement
D’autre part la photo 2.13 présente l’état du chemin suivi par le camion en cas de saison
D’autre part la photo 2.13 présente l’état du chemin suivi par le camion en cas de saison