Nouvelle technologie de traitement thermique pour les boissons à base d'avoine
Un producteur de lait d'avoine du nord de l'Europe a choisi un échangeur à plaques pour remplacer son échangeur de chaleur destiné chauffer la base d'avoine. En optant pour un échangeur HL8-WG de la gamme hygiénique, il s’écarte des solutions conventionnelles d'échangeurs tubulaires et à calandre. Ce nouvel équipement installé, les essais ont pu commencer à l'automne 2019. Encrassement minimisé, intervalles de nettoyage plus longs, nettoyabilité supérieure et maintenance plus facile, le nouvel échangeur à chaleur a apporté entière satisfaction.
DATE 2024-04-15
Le choix d'un nouvel échangeur thermique
Notre client recherchait un nouveau type d'échangeur thermique pour remplacer son échangeur à plaques hygiéniques qui intervenait alors durant la phase initiale de chauffage de son processus de production de boissons à base d'avoine.
L'objectif principal était d'augmenter la capacité de production, qui était fortement limitée par la nécessité de nettoyer fréquemment l'ancien échangeur de chaleur en raison de l'encrassement.
Une alternative aurait été de passer à une solution de type "shell & tube", mais cela aurait impliqué des temps de traitement thermique plus longs et risquait d'affecter le goût et la texture du produit final.
Après avoir étudié les différentes options, l’entreprise a choisi le HL8-WG d'Alfa Laval, un échangeur thermique à plaques hygiénique WideGap, plus compact qu'un échangeur à faisceau tubulaire, qui permet de chauffer rapidement, et à la bonne température.
Nouveau design, nouvelles opportunités
La gamme hygiénique d'échangeurs de chaleur à plaques et joints d'Alfa Laval est conçue spécifiquement pour les produits devant répondre aux exigences les plus élevées en matière d'hygiène. Or, jusqu'à récemment, la technologie à tubes et calandre restait la solution privilégiée pour les produits à forte viscosité, contenant des particules plus nombreuses et plus grosses.
"Le HL8-WG est un pas en avant puisqu'il adresse des applications hygiéniques avec des particules et des fibres longues." explique Clemens Wictor, chef de projet industrialisation d'Alfa Laval. "Grâce aux ajustements apportés à la conception, nos échangeurs de chaleur hygiéniques WideGap peuvent désormais être utilisés pour les boissons à base de plantes, les jus avec pulpe et fibres et les purées de fruits, par exemple." ajoute-t-t-il.
Les principaux ajustements de conception comprennent le nouveau modèle de plaques OpenChannel™, qui garantissent une longue durée de fonctionnement et le non-colmatage des particules et des fibres, ainsi qu’une nouvelle caractéristique, appelée SmoothPort™, qui elle empêche l'accumulation et maximise à la fois la nettoyabilité et la drainabilité.
Grâce à ces développements, le HL8-WG nécessite des nettoyages moins fréquents et est plus facile à nettoyer, ce qui réduit la consommation d'eau. L'accumulation d'encrassement est minimisée, ce qui entraîne une baisse de pression moins importante et une réduction conséquente de la consommation d'énergie.
Plus de flexibilité pour les industriels
Avant d'installer le nouveau HL8-WG dans l'usine du client, les ingénieurs d'essai d'Alfa Laval ont effectué des tests comparatifs sur une série d'applications alimentaires où la qualité et l'hygiène sont essentielles. Il s'agissait notamment de pulpe de jus d'orange, de sauces émulsionnées avec des légumes marinés et de salsa de tomates en morceaux. "Le nouvel échangeur de chaleur a surpassé la technologie à faisceau tubulaire sur tous les paramètres clés, y compris l'efficacité énergétique, les économies de matériaux et le contrôle des processus", déclare Clemens. En fait, nous n'avons pas encore trouvé de problème que nous ne puissions pas résoudre grâce à notre nouvelle technologie d'échangeur de chaleur hygiénique WideGap. Elle offre aux producteurs de denrées alimentaires un tout nouveau niveau de flexibilité".
Un cycle de production plus long est désormais possible
Notre client utilise maintenant le HL8-WG pour la première étape de la production où le mélange d'avoine est encore très fibreux. Il permet des cycles de production plus longs (18 à 20 heures), chacun étant suivi d'un cycle de nettoyage, et aucun ajustement n'est nécessaire pendant la production puisque le processus reste stable en ce qui concerne, par exemple, le débit et la température.
Après avoir testé plusieurs protocoles de nettoyage différents, les opérateurs ont constaté qu'aucun résidu de produit ne subsistait entre le joint et l'orifice. Auparavant, l'échangeur de chaleur devait être ouvert pour un nettoyage mécanique au moins une fois par mois ; désormais, il peut fonctionner pendant des périodes de deux mois ou plus sans nécessiter de nettoyage mécanique.
La recherche d'efficacité
Le HL8-WG laisse entrevoir un avenir dans lequel nous pourrons aider les producteurs de denrées alimentaires à répondre à des exigences de plus en plus strictes en matière d'efficacité, notamment en ce qui concerne l'utilisation de l'énergie et de l'eau. Par rapport aux échangeurs de chaleur à plaques traditionnels, le HL8-WG nécessite un nettoyage moins fréquent, ce qui permet d'économiser de l'eau de nettoyage et d'augmenter la productivité.
Comme les nouveaux échangeurs de chaleur n'ont pas besoin d'être ouverts aussi fréquemment, l'usure des plaques et des joints est moindre et le temps de fonctionnement est plus élevé.
Par rapport aux échangeurs de chaleur traditionnels à faisceau tubulaire, le HL8-WG est capable d'un tout nouveau niveau de récupération de chaleur - jusqu'à 45 % d'augmentation de la récupération de chaleur dans certains cas.
Technologie vedette
Avantages
- - 50 % d'utilisation d'eau de refroidissement
- - 70 % de coûts de maintenance
- Retour sur investissement en 6-8 mois
Economies d'eau grâce à des intervalles de nettoyage plus larges.
Durée de fonctionnement
Augmentation de la durée de fonctionnement grâce à des cycles de production plus longs.
Alimentation durable
En règle générale, l'empreinte carbone des aliments d'origine végétale ne représente que la moitié de celle des aliments d'origine animale.
Pourquoi Alfa Laval HL8-WG?
- Les HEX WideGap n'ont besoin que de 15 % de l'espace au sol nécessaire aux échangeurs thermiques à calandre (2 m2 contre 13,5 m2). Cela signifie également que les coûts de transport et d'installation sont moindres.
- Leur conception polyvalente permet d'ajuster la capacité en ajoutant ou en retirant simplement des plaques, tout en restant dans le cadre existant.
- L'entretien est plus facile car les surfaces de transfert de chaleur sont facilement accessibles pour l'inspection ou le nettoyage mécanique.
- Un modèle de plaque spécialement conçu qui assure un degré élevé de turbulence sur l'ensemble de la plaque, ce qui non seulement réduit l'encrassement, mais rend également le nettoyage très efficace.