Du sucre !
La betterave à sucre est en détresse. L’Union européenne subventionne la production de sucre pour garantir la survie de l’industrie du sucre en Europe. Afin de garantir une concurrence loyale de la part d’autres régions productrices de sucre, telles que l’Afrique et l’Amérique du Sud, un soutien financier sera progressivement supprimé dans les années à venir. Cela a conduit à une fusion des principaux producteurs de sucre et à une augmentation de l’innovation technologique : chaque année, le secteur extrait davantage de sucre de la betterave. Dans les usines sucrières, aucune occasion n’est laissée inutilisée pour réduire les coûts de production. En ce qui concerne la consommation d’énergie, l’industrie sucrière européenne est la plus efficace du monde. Personne n’utilise moins d’énergie par kilo de sucre. Ce résultat est en grande partie obtenu grâce à la réutilisation de l’énergie de la chaleur résiduelle. Une usine de sucre a demandé à Kapp de les aider. Volontiers ! Nous aimons les bonbons.
Le processus
Les betteraves sont lavées, coupées et chauffées. La protéine est séparée du jus de sucre brut, après quoi le jus est filtré et réchauffé pour permettre à l’eau de s’évaporer. Ce processus augmente la concentration en sucre et donne finalement le sucre granulé tel que nous le connaissons.
Le projet
Le transfert de chaleur est une technique bien connue de l’industrie du sucre. Dans le passé, cependant, personne ne pensait qu’il serait possible de réutiliser la chaleur résiduelle à chaque étape du processus. Prenons par exemple la vapeur résiduelle du processus de cristallisation : la température est toujours inférieure à 100 degrés Celsius. Nous appelons cette vapeur à vide, car elle se condenserait à une pression normale. La vapeur sous vide contient beaucoup de chaleur, mais elle prend également beaucoup de volume, ce qui rend difficile la conception d’un échangeur de chaleur d’une capacité suffisante. De plus, la température de la vapeur est plutôt basse : elle ne peut être utilisée que pour chauffer un jus de sucre encore moins chaud – et seul le jus de sucre brut a une température encore plus basse. Pour être efficace, il vous faudrait un échangeur de chaleur à transfert de chaleur élevé, qui fonctionne également bien avec de petites différences de température.
Le choix
Notre client a opté pour une installation relativement compacte avec de grandes connexions côté vapeur et une grande surface d’échange de chaleur pouvant supporter la vapeur sous vide en toutes circonstances. Bien sûr, cela devait être fait avec un budget serré. Un échangeur de tuyau conventionnel était hors de question, car il devrait être énorme en raison des faibles différences de température. Un changeur de plaque traditionnel ne convenait pas non plus. Du fait que les plaques sont en contact les unes avec les autres, ce type d’échangeur thermique ne peut traiter les liquides contenant des solides (tels que le jus de sucre brut contenant de la betterave et du sable). Nous avons trouvé une alternative dans l’échangeur de chaleur à écoulement libre Kelvion (anciennement GEA Ecoflex). Il a des joints, mais les plaques ne se touchent pas et convient donc à cet usage. L’usine a même été développée en tenant compte du traitement du jus de sucre brut, mais elle n’a jamais été utilisée en combinaison avec de la vapeur à vide. En collaboration avec Kelvion PHE, nous avons créé une version sur mesure : l’échangeur de chaleur à circulation libre Kelvion. Cette décision nous a permis de :
- rester dans le budget fixé
- y utiliser une technologie éprouvée
- y faire une construction compacte et modulaire
- processus de vapeur à vide.