Article d'un expert
Durabilité dans la production alimentaire : comment la mesure en ligne peut réduire l'utilisation d'énergie dans les procédés d'évaporation
L’évaporation est l’un des procédés les plus énergivores dans l’industrie alimentaire et laitière. À mesure que la pression augmente pour réduire la consommation d’énergie et les émissions, les producteurs cherchent de nouveaux moyens d’améliorer l’efficacité des procédés – et les procédés d’évaporation sont une cible clé. La mesure en ligne fiable joue un rôle important dans l'optimisation de ces processus, en aidant à éliminer en temps réel les nombreuses petites inefficacités qui, une fois éliminées, peuvent s'accumuler pour générer d'importantes économies d'énergie.
Pourquoi l’efficacité de l’évaporation est importante pour la durabilité
Le principe fondamental de l'évaporation industrielle n'a pas changé depuis plus d'un siècle, mais ce qui a changé, c'est la précision avec laquelle nous pouvons mesurer et contrôler le processus. Traditionnellement, la surveillance et le contrôle de la concentration étaient effectués par un échantillonnage manuel, les opérateurs étant chargés du réglage, mais le passage à la mesure en ligne continue peut entraîner une réduction significative de l'utilisation de vapeur.
Pour contextualiser une réduction de cette ampleur, dans une usine de production de lait en poudre typique, l’évaporation et le séchage par pulvérisation peuvent ensemble consommer 70 % de l’énergie totale requise par les processus de l’usine – l'évaporation seule étant responsable d'une part importante de ce chiffre. Pourtant, les efforts d’optimisation portent souvent sur la mise à niveau des équipements, et non sur la manière dont la concentration est précisément contrôlée. Équilibrer la qualité du produit et l’efficacité des procédés est un défi majeur et la mesure en ligne peut apporter une contribution significative – même de petites améliorations dans la mesure et le contrôle peuvent entraîner des économies d’énergie significatives et réduire l'empreinte carbone, sans affecter la qualité du produit.
Comment la mesure en ligne peut être utilisée pour l’optimisation des procédés
Les capteurs en ligne peuvent mesurer en continu les concentrations de procédé sans avoir besoin d’échantillonnages traditionnels en laboratoire. Les données continues en temps réel fournies par les capteurs en ligne permettent d’activer un contrôle automatisé de la teneur en matières sèches ou de la concentration, sans besoin de réglages manuels ni de surchauffe pour atténuer les risques de qualité.
Ainsi, la surveillance continue en ligne aboutit à :
- Moins de pertes de produits
- Amélioration de la cohérence du produit
- Réponse plus rapide aux variations d’alimentation
- Moins de risque d’erreur humaine
- Consommation de vapeur optimisée
Comparée à l’échantillonnage manuel, la mesure en ligne fournit un retour en temps réel qui permet un réglage dynamique aux variations des conditions d’alimentation, contribuant à optimiser l’utilisation de la chaleur et de la vapeur et à réduire la consommation d’énergie. L’intégration de la mesure en ligne avec les systèmes de contrôle des procédés soutient également la maintenance prédictive et le suivi de l’efficacité. Dans l’ensemble, la mesure en ligne permet aux producteurs alimentaires de passer d’un contrôle réactif à un contrôle proactif, ce qui est essentiel pour un système d’évaporation durable et efficace.
Mesure en ligne précise, hygiénique et robuste avec les solutions VAISALA
La technologie VAISALA, telle que les réfractomètres en ligne et les solutions de mesure de l’humidité et du point de rosée, assure une fiabilité même dans les environnements de production alimentaire les plus exigeants. Les réfractomètres sanitaires Vaisala Polaris™ sont certifiés à la fois 3-A Sanitary et EHEDG, garantissant qu’ils respectent les exigences d’hygiène et sont sûrs à utiliser dans les applications de transformation des aliments et des boissons.
L'intégration des réfractomètres de procédé Vaisala Polaris à votre procédé d'évaporation permet une mesure continue et en temps réel, en ligne, de la concentration en Brix, matières sèches ou solides dissous totaux. Les réfractomètres Vaisala peuvent être installés directement aux entrées, sorties ou étages intermédiaires des évaporateurs afin de fournir des relevés précis, insensibles aux bulles, cristaux ou solides non dissous.
Les réfractomètres de procédé Vaisala Polaris sont faciles à utiliser dès la sortie de la boîte et sont livrés précalibrés. Grâce à leur stabilité sans dérive à long terme et à leurs besoins de maintenance minimes, ils n’ont pas besoin d’être recalibrés et leurs coûts de cycle de vie sont faibles. Toutes ces caractéristiques aident les producteurs alimentaires, laitiers et de boissons à maintenir un contrôle précis des concentrations dans leurs procédés, optimisant le processus d'évaporation et minimisant l'utilisation d'énergie.
Économies réelles d'énergie et de coûts
Pour prendre un exemple concret, regardons l’évaporation dans la transformation laitière. Dans ce processus, l’eau est retirée du lait ou d’autres flux laitiers pour produire un produit concentré. Les applications typiques incluent la production de lait concentré non sucré ou sucré, de lait en poudre, de préparation pour nourrissons, ainsi que de poudres de lactosérum et de lactose. Le produit doit être évaporé afin d’atteindre une teneur précise en matières sèches, conformément aux spécifications du produit final.
Les évaporateurs sont souvent conçus comme des systèmes à effet unique ou multiple afin d’améliorer l’efficacité énergétique. Le réfractomètre est généralement installé à la sortie de l’évaporateur, où il fournit aux opérateurs des données en temps réel sur la teneur en solides. Des réfractomètres supplémentaires installés avant et entre les étapes d’évaporation permettent une surveillance continue et un contrôle des performances de l’évaporateur.
La concentration de solides totaux atteinte pendant l'évaporation est critique, car elle influence directement l'efficacité du séchage ultérieur et la qualité finale du produit. La mesure continue et en temps réel des matières sèches permet aux opérateurs d’ajuster les conditions d’évaporation. Si la teneur en matières sèches dépasse le niveau cible, la viscosité du lait augmente, ce qui crée des problèmes d’atomisation lors du séchage. Inversement, une concentration de solides trop faible augmente la consommation d’énergie de l’étape de séchage.
Principaux avantages de l’utilisation d’un réfractomètre en ligne pour l’évaporation :
- Qualité constante du produit final et moins de déchets
- Des coûts d'exploitation réduits grâce à une meilleure efficacité énergétique
- Performance optimisée de l’évaporateur
En savoir plus sur l'utilisation d'un réfractomètre pour l'évaporation du lait
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Comment la technologie de mesure intelligente soutient la production alimentaire carboneutre
Alors que l’industrie agroalimentaire s’oriente vers la neutralité carbone, le rôle de la numérisation, de la surveillance continue et du contrôle intelligent des processus transformera les futurs procédés d’évaporation. Aujourd’hui, un contrôle inefficace de la concentration entraîne souvent une consommation inutile de vapeur et des coûts d’exploitation plus élevés dans les procédés d’évaporation. L’utilisation de la technologie de mesure intelligente de Vaisala peut aider les producteurs alimentaires à réduire leur consommation d’énergie et leurs émissions – et finalement atteindre leurs objectifs de durabilité.