L’évaporation augmente la capacité de séchage du fromage
Une nouvelle utilisation de l’évaporation à l’aide de la technologie des échangeurs de chaleur de HRS Heat Exchangers a permis d’augmenter la capacité de séchage d’un important transformateur européen de produits fromagers.
Défis
Le client récupère des produits fromagers hors spécifications dans des sites de production européens et les transforme en protéines de haute qualité destinées à l’alimentation des animaux de compagnie et des animaux d’élevage. Le fromage est pasteurisé puis séché pour produire un additif en poudre.
Lorsque le client a voulu augmenter sa capacité de production, sa première idée a été d’installer un séchoir supplémentaire, une solution coûteuse et gourmande en énergie. Cependant, comme la capacité du séchoir est déterminée par la quantité d’eau qu’il peut éliminer par heure, un autre moyen d’augmenter le débit global serait de réduire la teneur en eau des produits fromagers avant le séchage, de manière à pouvoir sécher un plus grand volume en une seule fois.
Le processus de conception
Le client s’est adressé à HRS en raison de son expertise reconnue en matière de technologie d’évaporation et de concentration. La première étape consistait à déterminer si le séchoir existant pouvait supporter une solution fromagère plus concentrée. HRS a fourni un système d’évaporation d’essai que le client a utilisé pour analyser tous les aspects du système de production révisé, les propriétés des matériaux et les résultats potentiels. L’unité d’essai a prouvé que le concept était réalisable, et HRS a donc conçu un système d’évaporation approprié à placer entre le pasteurisateur et le séchoir existants.
Les essais et les analyses de matériaux ont également montré comment les propriétés physiques et thermiques du fromage évoluent au fur et à mesure qu’il est chauffé et que l’eau est éliminée. Au début du processus, le produit est relativement liquide et présente de bonnes caractéristiques de transfert thermique, mais au fur et à mesure que l’eau est retirée, il devient plus solide et concentré, avec un transfert de chaleur moindre. Pour assurer un traitement adéquat, un processus de traitement continu devrait être conçu en fonction des caractéristiques thermiques « les plus défavorables » à la fin du processus.
Il a donc été décidé d’adopter une approche de traitement par lots, qui nécessite globalement une surface de transfert de chaleur plus petite, moins d’équipement et moins d’énergie, avec un évaporateur plus petit, des accessoires plus petits et moins d’énergie à faire fonctionner. Le système discontinu, qui utilise deux réservoirs – dont l’un est rempli pendant que l’autre est traité – est également plus simple à concevoir et à utiliser. L’utilisation d’un système à deux réservoirs entièrement automatisé permet également de mettre en place un processus opérationnel continu.
La solution
Le fromage chauffé est un matériau très encrassant et extrêmement visqueux. C’est pourquoi un évaporateur basé sur la série HRS Unicus d’échangeurs de chaleur alternatifs à surface raclée a été fourni pour empêcher l’accumulation de fromage et de résidus de fromage brûlés sur les parois des tubes de l’échangeur de chaleur. Pour réduire les besoins énergétiques et améliorer l’efficacité opérationnelle, l’évaporateur fonctionne sous un vide d’environ 200 mbar, ce qui signifie que l’eau contenue dans la solution de fromage bout à 60°C.
HRS a fourni deux systèmes complets montés sur skid, chacun comprenant l’évaporateur Unicus, deux réservoirs, des pompes, des commandes et des connexions.
Conclusion
Chaque système monté sur patins peut traiter 3,6 tonnes de fromage par heure, en augmentant la concentration totale de solides de 34 à 45 % et en augmentant la capacité du séchoir dans les mêmes proportions.