Sécher autrement : une rupture technologique à moindre coût énergétique

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Submitted on 5 Jun 2020

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Sécher autrement : une rupture technologique à moindre coût énergétique

Pierre Schuck

To cite this version:

Pierre Schuck. Sécher autrement : une rupture technologique à moindre coût énergétique. SPACE 2016 - Conférence internationale, Sep 2016, Rennes, France. �hal-02800529�

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Sécher autrement : une rupture technologique à moindre coût énergétique

_04

Pierre Schuck, UMR STLO, Inra Rennes

Bretagne-Normandie

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LA RECHERCHE BOOSTE L’INNOVATION EN TRANSFORMANTION LAITIÈRE

.02

Les rendez-vous de l’Inra au Space 14 septembre 2016

Concentré

Poudre Liquide

Production de poudres laitières

Traitements thermiques

Séparation (MF, UF, NF, OI, EI, ED) Concentration par évaporation sous vide

Cristallisation du lactose Homogénéisation

Séchage par atomisation

Réhydratation

Stockage

Bionov©

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Consommation énergétique (kJ.kg-1 eau)

< 360 kJ.kg- 1

> 3600 kJ.kg-1 Min: X 10

Evaporation sous vide

Séchage par atomisation

Le coût énergétique du séchage représente 31, 36 et 57%, (sur un coût total incluant l’ESV) pour éliminer seulement 3,3, 4,3 et 9,5%

de l’eau totale pour produire respectivement des poudres de perméats, lactosérums et laits écrémés.

3 options :

ü

Eliminer la tour de séchage !

ü

Améliorer les tours de séchage

ü

Augmenter l’extrait sec du concentré avant séchage

Schuck et al., Drying Technology, 33 (2015) 176–184

Coût énergétique en France 3 TWh pour

éliminer de l’eau sur un total de 12 TWh au

niveau des industries laitières

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Sécher autrement : une rupture technologique à moindre coût énergétique

Pierre SCHUCK, Anne DOLIVET, Serge MEJEAN, Romain JEANTET pierre.schuck@inra.fr

Bionov©

Patent PST (Poudre Sans Tour/Towerless Powder) : "Poudres laitières" n°1457413 submitted the

31/07/2015.

Inventors: Schuck P, Tanguy G, Dolivet A, Méjean S, Jeantet R, Garreau D, Vezzani C.

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q

Séchage par atomisation

Bionov©

Concentré de LS / Perméat

Poudre de LS / Perméat Lactosérum / Perméat

q

Traitement thermique

Production de poudre de lactosérum / perméat

q

Cristallisation du lactose

q Post cristallisation (option)

q

Concentration par évaporation sous vide à 60 % d’ES

q

Séparation (MF, UF, NF, OI, EI, ED)

Bionov©

q

Séchage sur lit fluidisé

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Poudre à aw 0.2 LS/Perméat

Nouveau Procédé (PST)

Concentré de LS/Perméat

q

Concentration évaporation sous vide à 60% d’ES

50%

q

Surconcentration à 80% d’ES

q

Cristallisation du lactose

q

Granulation à 90% d’ES

q

Lit Fluidisé/ Turbo sécheur à 97% d’ES

Bionov©

q Post cristallisation (option)

Poudre de LS/Perméat aw 0.4 - 0.6

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Propriétés des poudres (Perméat)

H2O (%)

aw (25°C)

Taux de Cristallisation (%)

STD 2,2 0,23 86

PST 2,1 0,20 62

d(0.5) (µm)

Span (-)

 Vrai (kg.m-

3)

 App (kg.m-

3)

 Tassée (kg.m-3)

Ecoule ment

(-)

Eboul ement

(-)

STD 125 1,5 1513 528 637 70 53

PST 200 1,5 1554 527 616 78 50

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LA RECHERCHE BOOSTE L’INNOVATION EN TRANSFORMANTION LAITIÈRE

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Les rendez-vous de l’Inra au Space 14 septembre 2016

Hygroscopicité

(%) Solubilité

(%)

Dispersibilité (%)

Mouillabilité

43% HR 86% HR (s)

STD 1,0 13 > 99,5 97 14

PST 0,9 16 > 99,5 96 2

Propriétés des poudres (Perméat)

Sur les poudres de LS (procédé PST), les profils HPLC

n’ont pas montré plus de protéines dénaturées que sur les

poudres issues de procédés classiques.

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Coûts énergétiques (Perméat)

Entrée Sortie Energy

ES Débit ES Débit Vapeur Coût

% p/p kg.h-1 % w/w kg.h-1 kg.h-1 kJ.kg-1 de Pdre

STD ^[C°]

^5,5 ^{30 000} ⁶⁰ ^{2 750} ^{4 542}

10 067

Séch. Spray

60 2 750 97 1 701 2 308

PST

[C°]

5,5 30 000 60 2750 4,542

8 987

Sur-[C°]

60 2 750 80 2 063 791

Turbo-Séch.

88,5 4 126 97 3 764 782

Comparison des coûts énergétiques entre le proceed PST et STD pour la production de 1 701 kg.h-1 de poudre de perméat à 97% ES de 30 000 kg.h-1 of perméat à 5,5% ES.

Procédé 60-97%ES:

PST/STD: -32%

Schuck et al., Drying

Technology, 33 (2015) 176–184

Procédé global:

PST/STD: -11%

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Procédé PST Poudre Sans Tour

Concentré @ 60% ES Concentré @

80% ES Poudre

@ 97% ES

Poudre

@ 90% ES

50% Poudre

PST

+ Post C° / VF / TS

Vomm Poudre

@ 97% ES 50%

50%

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Procédé PST Poudre Sans Tour

Concentré Concentré

@ 80% ES Autres Poudres

Poudre

@ 90% ES

50% Poudre

PST

+ Post C° / VF / TS

Vomm Poudre

@ 97% ES 50%

50%

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Procédé PST

(Poudre Sans Tour / Towerless

Powder)

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Conclusions sur le procédé PST

(Poudre Sans Tour / Towerless Powder)

Le gain économique entre PST et STD pour la production

de 20 000 t.an-1 de poudre de perméat serait

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14 septembre 2016