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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Efficacité énergétique et industrie agroalimentaire
En anglais
8. Éléments de technologie de chauffage des liquides alimentaires
8.1 Fluides alimentaires
8.1.1 Rappels des problématiques liées aux chauffages des fluides alimentaires
La stabilisation et la conservation des fluides par traitement thermique est une opération unitaire parmi les plus anciennes et les plus fréquemment appliquées (pasteurisation, stérilisation, cuisson, thermisation). Les échangeurs de chaleur sont des équipements essentiels dans l'IAA. Cependant, le chauffage des fluides reste une opération délicate. Les IAA sont confrontées à une offre technologique diversifiée et des matrices alimentaires de plus en plus complexes. Les choix technologiques doivent viser à garantir :
-
la sécurité microbiologique du produit jusqu'à la date limite de sa consommation ;
-
améliorer ses qualités organoleptiques, structurelles et nutritionnelles ;
-
accroître la fiabilité et l'efficacité énergétique de l'opération unitaire.
Ces exigences entraînent la mise en place d'outils de décision sur le choix technologique de l'opération unitaire afin de maîtriser la cinétique d'encrassement, l'homogénéité de chauffage et le rendement énergétique des technologies de chauffage de liquides alimentaires.
HAUT DE PAGE8.1.2 Caractéristiques des fluides alimentaires
Aujourd'hui, l'IAA élabore une multitude de fluides complexes qui ont un comportement rhéologique qui s'apparente rarement à celui de l'eau ou de l'huile : comportement rhéologique simple dit newtonien. D'un point de vue général, les modifications occasionnées par le comportement « non-newtonien » du fluide traité s'expliquent par le fait que le tenseur des contraintes visqueuses n'est pas une fonction linéaire du tenseur des déformations, c'est-à-dire que sa déformation varie selon la force qu'on lui applique. De ce fait, les comportements des liquides vont des plus simples ; les liquides visqueux dits newtoniens (lait, bière, etc.) aux plus complexes, les liquides non-newtoniens (ovoproduits, desserts lactés, etc.) – ce sont généralement...
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Éléments de technologie de chauffage des liquides alimentaires
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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