Bibliographie & annexes
Présentation
English
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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Présentation
Maturité des différentes opérations unitaires
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5. Intérêt économique des opérations unitaires
Dans un contexte d'efficacité énergétique, il apparaît également indispensable de considérer l'aspect économique lorsque l'on souhaite réaliser l'optimisation d'une opération unitaire. Des études ont montré que les technologies correspondant aux meilleurs rendements énergétiques conduisent à un coût d'investissement en général plus élevé : sa mise en œuvre nécessite des technologies plus avancées, donc souvent plus chères. Parallèlement, le rendement étant meilleur, la même production demande une consommation plus faible des ressources. La technique n'est alors plus la seule dimension à prendre en compte.
Afin d'être pertinent, la démarche utilisée, pour apprécier l'intérêt économique des différentes technologies, s'appuie sur une comparaison du coût d'investissement Ci et du coût d'exploitation Ce , intégrant le coût de fonctionnement et de maintenance. Étant donné, que le coût total d'exploitation du produit est la somme du coût de fonctionnement Cf avec un coût de maintenance Cm considéré proportionnel au coût d'investissement.
5.1 Coût d'investissement
L'emploi de techniques électriques performantes conduit bien souvent à un coût d'investissement supérieur.
Dans le cas du chauffage par induction l'estimation du Ci est délicate, du fait que le coût des inducteurs et de l'armoire électrique varie considérablement selon la fréquence de fonctionnement et la géométrie des inducteurs. À titre d'exemple, pour des fréquences moyennes de 1 000 Hz, le coût des inducteurs et de l'armoire électrique peut varier entre 50 ke et 500 ke [9]. À défaut de base de données disponibles auprès des industriels, nous nous sommes appuyés sur les données collectées auprès des experts d'EDF R&D. Le coût d'investissement annoncé pour une installation de chauffage de fluide inférieur à 160 oC est de l'ordre de 1 500 e/kWinstallée .
Pour la technologie du chauffage ohmique (CO), le coût dépend surtout de l'alimentation électrique spécifique qui permet de supprimer les phénomènes électrochimiques au niveau des électrodes. Depuis 2002, la mise sur le marché de nombreuses installations et l'optimisation des...
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Intérêt économique des opérations unitaires
BIBLIOGRAPHIE
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(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).
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(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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