Nettoyage des systèmes de filtration à membrane spiralée avec une utilisation moindre de produits chimiques
De nouvelles possibilités de simplifier le NEP, sans compromis sur la sécurité alimentaire
La filtration membranaire est une technologie essentielle dans la production de produits à teneur réduite en lactose, de produits riches en protéines, d'alternatives végétales aux produits laitiers, d'aliments pour bébés etc.
Le nettoyage efficace des systèmes de filtration joue un rôle important dans la fabrication de ces produits, afin d'assurer la meilleure sécurité alimentaire possible. En parallèle, le développement durable occupe une place importante.
Un nettoyage plus court et optimisé des systèmes de filtration membranaire peut faire toute la différence, à la fois pour le chiffre d'affaires et pour l'environnement. En plus de prolonger les temps de production, un processus de nettoyage plus court augmente également la durée de vie des membranes, car c'est le nettoyage qui les use le plus.
« Il est désormais possible de réduire le temps de nettoyage, en utilisant moins d'étapes dans les procédures. Cette avancée a été permise en partie par l'arrivée sur le marché de produits de nettoyage à base d'enzymes, encore plus innovants. La procédure exacte dépend des applications effectuées avec le système de filtration membranaire », explique Jacob Jacobsen, Technologue en application chez Tetra Pak.
Pour le nettoyage des membranes, de manière générale, l'un des avantages des enzymes est qu'elles prolongent considérablement la durée de vie des membranes par rapport aux produits chimiques comme le chlore.
Enzymes ou produits chimiques ?
Certains pays et certaines laiteries provilégient encore des produits chimiques comme le chlore pour nettoyer les systèmes de filtration membranaire, principalement pour des raisons traditionnelles et économiques.
Les produits chimiques tels que le chlore et le peroxyde d'hydrogène décomposent les protéines et exercent un effet désinfectant. Les enzymes « découpent » les protéines en plus petites particules et éliminent l'encrassement, mais n'agissent pas comme un désinfectant. Toutefois, les membranes ne doivent être désinfectées que dans quelques cas exceptionnels où des problèmes surviennent.
À l'origine, le chlore était souvent utilisé pour nettoyer les membranes parce qu'il est économique, décompose les protéines et élimine efficacement les bactéries.
« Grâce à notre vaste expérience, nous savons que le chlore réduit la durée de vie des membranes spiralées et qu'il est nocif pour l'environnement. Il est aussi plus difficile à doser, car il est consommé pendant le processus de nettoyage. Il faut donc en ajouter au fur et à mesure. De plus, des résidus minimes de chlore peuvent être retrouvés dans les produits finis lors des premiers cycles de production après une étape de nettoyage au chlore. », déclare Jacob Jacobsen.
Les enzymes sont devenues l'agent de nettoyage préféré dans de nombreux pays du monde entier, car elles sont plus écologiques, décomposent les protéines très efficacement et, de manière générale, prolongent considérablement la durée de vie des membranes par rapport au nettoyage au chlore, par exemple. De plus, il est plus facile de prévoir la durée du nettoyage avec les enzymes et de les doser. L'activité des enzymes est entièrement neutralisée à l'aide d'un acide lors de l'étape de nettoyage suivante. L'utilisation de membranes pouvant résister à des températures et à un pH plus élevé/plus bas a également facilité l'arrêt de l'utilisation de produits chimiques.
Le dosage précis de produits chimiques NEP est un élément important pour un nettoyage plus durable des systèmes de filtration à membranes spiralées.
Réutiliser l'eau et économiser de l'énergie
En plus d'augmenter les temps de production, un NEP plus court et efficace permet également de réduire la consommation d'énergie et d'eau. Il permet aussi de réaliser davantage d'économies en matière d'eau.
« De nombreuses grandes entreprises laitières nettoient simultanément l'excédent d'eau de perméat dans la filtration du lait et du lactosérum avec un système de filtration supplémentaire, nommé polisseur à osmose inverse, et réutilisent l'eau pour le nettoyage. Cela permet de réaliser d'importantes économies en consommation d'eau. Les entreprises laitières du monde entier se concentrent de plus en plus sur ce point, en raison de la rareté croissante de l'eau. L'installation d'un polisseur est aussi avantageuse pour les petites entreprises laitières », souligne Jesper Kjeldal, Responsable commercial senior chez Tetra Pak.
De nouvelles méthodes permettant de récupérer la chaleur de l'eau de nettoyage sont également à l'étude.
« Lorsque nous rinçons un système de filtration membranaire, nous utilisons de l'eau froide du robinet à 10 °C ou de l'eau provenant du réservoir de perméat sur le polisseur. Cette eau est chauffée à la vapeur pendant environ 10 minutes à 50 °C afin d'être utilisée pour le nettoyage. Il est possible de récupérer la chaleur de l'eau de rinçage chaude sortante pour chauffer l'eau de rinçage froide entrante », explique Jesper Kjeldal.
De cette façon, la chaleur n'est pas évacuée dans les égouts et perdue, mais sert à réchauffer l'eau de rinçage froide. Le nettoyage avec une eau préchauffée assure un rinçage plus court et efficace. La durée gagnée sur la phase de chauffage peut être convertie en temps de production.