Bibliographie & annexes
Présentation
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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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Lire l’articleAuteur(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
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Christophe COQUELET : Maître-assistant Mines ParisTech - avec l'aimable collaboration de l'Institut Supérieur des Techniques de Mines ParisTech (ISUPFERE, http://isupfere.ensmp.fr)
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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Éléments de technologie de chauffage des liquides alimentaires
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7. Comparaisons et analyses
Les différentes technologies de chauffage des fluides alimentaires ont été comparées selon les 5 critères prépondérants de l'IAA :
-
la qualité et la sécurité alimentaire des fluides traités ;
-
l'impact des technologies sur le rejet des effluents ;
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le rendement énergétique global ;
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les coûts inhérents aux technologies (coût d'investissement et d'exploitation) ;
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la maturité des technologies de chauffage employées.
Constatant que près de 80 % des fluides traités dans l'IAA sont rhéologiquement complexes, il a été nécessaire de classer les fluides selon leurs propriétés rhéologiques et électriques, du plus simple (fluide A) au plus complexe (fluide D).
Les résultats obtenus sont les suivants :
-
Qualité, sécurité alimentaire des fluides traités et impact des technologies sur le rejet des effluents
Les performances à l'encrassement des technologies électriques sont plus efficaces que les opérations unitaires conventionnelles.
Dans le cas du chauffage conventionnel, l'épaisseur du dépôt augmente du début jusqu'à la fin du traitement et peut être conséquente pour les fluides de type B, C et D. Pour le TPC dans les mêmes conditions de traitement, il a été identifié une diminution de l'encrassement de l'ordre de 25 % (grâce à la maîtrise parfaite des flux de chaleur et des températures) et pour le CO l'encrassement est fortement diminué d'environ 50 % (absence de paroi chaude). Pour le CI, aucune étude comparative permet aujourd'hui d'évaluer ses atouts vis-à-vis de l'encrassement. Étant donné que les avantages du CI sont voisines du TPC, nous pouvons supposer une diminution de l'encrassement semblable au TPC de l'ordre de 25 %.
Cette diminution significative du taux d'encrassement des technologies électriques contribue également à plus de propreté, à des durées de production plus longues, à une réduction des cycles de nettoyage et, par conséquent, à une diminution du volume d'effluents.
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Efficacité énergétique (rendement global)
Le positionnement des technologies électriques en terme d'efficacité énergétique est supérieur aux technologies conventionnelles. Pour les technologies conventionnelles, le moteur de la transformation le...
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Comparaisons et analyses
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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