Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'Europe s'est engagée à diminuer sa consommation d'énergie de 20% d'ici 2020 afin de réduire sa dépendance des importations de pétrole-gaz et sa facture d'électricité. Le secteur de l'industrie agroalimentaire (IAA) recèle des gisements d'économies importants, par l'utilisation des opérations de chauffage des liquides alimentaires. Ces procédés s'avèrent efficaces au sens global, en traitement thermique et sur le plan énergétique, tout en préservant l'intérêt technico-économique (coût d'investissement et d'exploitation, maturité des opérations unitaires de chauffage). Il existe plusieurs technologies de chauffage des fluides utilisées dans l'industrie agroalimentaire, et qui ont évolué en fonction des contraintes liées aux problèmes environnementaux et énergétiques. Ces technologies doivent s'adapter aux différents types de fluides qui peuvent être rencontrés. En effet, les fluides agroalimentaires présentent différentes caractéristiques rhéologiques et électriques. De plus, ces derniers sont également thermosensibles et par conséquent peuvent encrasser les échangeurs. Ce dernier point doit être pris en compte lors du choix de la technologie de chauffage.
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Europe has committed itself to diminishing its energy consumption by 20% before 2012 in order to decrease its dependence on oil and gas imports and reduce its electricity bill. Significant savings can be achieved within the agrifood industry sector (AIS) through liquid-food heating processes. These processes are globally efficient in terms of heat treatment and on the energetic plane while guaranteeing technical and economic interest (investment and operational costs, maturity of the heating processes). A certain number of fluid heating technologies are used in the agrifood industry and have evolved according to the constraints arising from environmental and energy issues. These technologies must be adapted to the various types of liquids. Indeed, food liquids present various rheological and electric characteristics. Furthermore, the latter are also heat-sensitive and can thus clog exchangers. This point has to be taken into account when choosing the appropriate heating technology.
Auteur(s)
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Ismaël ZAÏD : Ingénieur d'étude - Groupe Optimisation énergétique et expertise des procédés - EDF R&D
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Lionel MUNCH : Chef ingénierie - Service énergie - Mairie de Mantes-la-Jolie
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Nicolas FLACH-MALASPINA : Chef de Groupe - EDF Systèmes énergétiques insulaires
-
Christophe COQUELET : Maître-assistant Mines ParisTech -
INTRODUCTION
L'Europe s'est engagée à diminuer sa consommation d'énergie de 20 % d'ici 2020 afin de réduire sa dépendance aux importations de pétrole et de gaz et de réduire sa facture d'électricité estimée à environ 100 milliards d'euros par an. Si elle réalise ses objectifs, elle évitera l'émission de 780 millions de tonnes de CO2 dans l'atmosphère. Le secteur de l'industrie agroalimentaire (IAA) recèle d'importants gisements d'économies provenant des opérations de chauffage des liquides alimentaires efficaces au sens global, à la fois en terme de traitement thermique et sur le plan énergétique en ayant présent à l'esprit l'intérêt technico-économique : le coût d'investissement, le coût d'exploitation et la maturité des opérations unitaires de chauffage.
Plusieurs technologies de chauffage des fluides sont utilisées dans l'industrie agroalimentaire. Ces différentes technologies ont évolué en fonction des contraintes liées aux problèmes environnementaux et énergétiques. Elles doivent s'adapter aux différents types de fluides. En effet, les fluides agroalimentaires présentent différentes caractéristiques rhéologiques et électriques. De plus, ces fluides sont également thermosensibles et, par conséquent, peuvent encrasser les différentes technologies. Ce dernier point doit être pris en compte lors du choix de la technologie de chauffage.
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Présentation
Impact des technologies sur le rejet des effluents liquides
En anglais
2. Comparaison des technologies en termes d'efficacité du traitement thermique
2.1 Généralités sur la qualité et la sécurité alimentaire
Les fluides alimentaires subissent au cours de leur transformation un traitement thermique pour réduire l'éventuelle population bactérienne et assurer sa conservation pour une commercialisation ultérieure. Naturellement, la sévérité d'un traitement thermique ne doit pas s'appliquer au détriment de la qualité. Par conséquent, le choix du type d'opération unitaire à utiliser doit être pertinent. L'encrassement des surfaces d'échange est certainement l'une des contraintes les plus importantes pour les IAA.
La cuisson du dépôt formé sur les parois d'échange peut engendrer le « relargage » dans le produit de composés indésirables (goût cuit, brunissement...) engendrant des altérations organoleptiques qui peuvent aller jusqu'à un refus du produit par le consommateur. Par ailleurs, le développement de ce dépôt peut réduire de façon considérable le diamètre des sections de passage des conduites et résister au transfert de chaleur de la paroi vers le produit, provoquant ainsi une baisse des performances hydrauliques et thermiques des équipements prévus sur les lignes de transformation.
Cette baisse des performances oblige régulièrement les industriels à arrêter la production afin d'effectuer des opérations de nettoyage, souvent onéreuses. Tout le challenge consiste à limiter les phénomènes d'encrassement dans le but de réduire les coûts de production, tout en améliorant la qualité et la sécurité alimentaire du produit fini.
HAUT DE PAGE2.2 Cinétiques d'encrassement
D'une façon générale, l'encrassement peut être défini comme étant le résultat de l'accumulation d'un dépôt de matière organique ou minérale, sur les surfaces d'échange. Ce phénomène naturel irrémédiable reste parmi les problèmes les plus urgents à résoudre dans l'IAA.
Plusieurs types de dépôt peuvent être distingués :
-
le dépôt microbiologique : il s'agit de l'accumulation de micro-organismes sur les surfaces. Ces micro-organismes sont simplement adhérents ou colonisent les surfaces sous forme de biofilms. Le plus souvent « microscopique »,...
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Comparaison des technologies en termes d'efficacité du traitement thermique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FOUCARD (M.H.), NOGUES (P.) - La directive relative à l'efficacité énergétique dans les utilisations finales et aux services énergétiques et La directive énergétique dans le bâtiment. - Note interne EDF R&D, HE-11-2006-04176-FR (2006).
-
(2) - Présentation du secteur de l'industrie agroalimentaire en France. - www.industrie.gouv.fr
-
(3) - DELAPLACE (G.) - Comportement rhéologique des fluides alimentaires. - DEA Génie de Procédés Industriels, Université Technologique de Compiègne (1994).
-
(4) - AYADI (M.A.) - Traitement thermique des fluides alimentaires encrassants par la technologie du chauffage ohmique en géométrie rectangulaire. - Thèse de doctorat Mécanique-énergétique, Université Henri Poincaré Nancy 1 (2005).
-
(5) - LEGRAND (A.) - Faisabilité du traitement thermique en continu de fluides chargés en particules en utilisant trois technologies de chauffage. - Thèse de doctorat Génie des Procédés, Université...
ANNEXES
1 Données statistiques et économiques
1.1 Constructeurs de tubes à passage de courant
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1.2 Constructeurs de chauffage ohmique
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