Application de l’AEEP à une usine de fabrication de fromages

Dans le chapitre précédent, l’étape AP a été appliquée à plusieurs opérations unitaires génériques. Dans ce chapitre, une AEEP complète sera effectuée sur une usine de fabrication de fromages. Comme déjà démontré, et étant donné que le but de l’AEEP est de simplifier et systématiser l’audit énergétique, l’AP est une étape fondamentale. Par ailleurs, il sera montré que, pour la fabrication du fromage, plusieurs des opérations consommatrices d’énergies ont déjà été traitées dans le chapitre 3. L’application de l’AEEP dans ce chapitre est un cas réel, où l’auditeur est confronté à un système de production dont l’AP a déjà été effectuée, et par suite nécessite un travail préalable minimal. En effet, les résultats de l’AP de ces opérations peuvent être utilisés pour l’usine étudiée, l’AP doit être revisitée pour adapter certains paramètres aux niveaux exacts d’utilisation de l’énergie. Comme déjà décrit, cette étape débute par une description générique du procédé de fabrication, servant à identifier les opérations consommatrices d’énergie , et à déterminer les critères de qualité et leur effet sur la méthode de transformation. Pour ce faire, un procédé générique de fabrication de fromages à pâtes pressées est présenté à la Figure 4-1 ([GOU01], [RUI02]). Comme le montre cette figure, deux opérations sont particulièrement consommatrices, la pasteurisation du lait (pour épuration bactérienne) et la concentration du lactosérum. Cependant, selon les sites industriels, la concentration peut ou non être incluse dans le système de production [NEA08]. Quelle que soit la localisation, la concentration a lieu est fait partie intégrante du procédé de transformation allant du lait au fromage, incluant le traitement de ce coproduit.

Par ailleurs, une opération existe dans toutes les activités du secteur agro-alimentaire, qui n’intervient pas directement sur le produit. Cette opération est le nettoyage du matériel et des équipements utilisés. Elle sera traitée lors de l’analyse de cette usine. De plus, les opérations d’affinage et de stockage à froid sont susceptibles de consommer une quantité non négligeable d’énergie. Par contre, ces opérations ont longuement été étudiées par le passé, et trouver des améliorations radicales reste peu probable. Une analyse particulière en vue de la détermination des pertes énergétiques non fatales est la seule applicable pour ces opérations là, elles ne seront donc pas traitées lors de l’AP. Cependant, l’énergie cédée par le produit pendant ces opérations se retrouve au niveau des groupes frigorifiques. Une possibilité existe alors pour la récupération de cette énergie lors de l’analyse système, et cette récupération est possible au niveau des condenseurs des groupes frigorifiques. Pour effectuer l’analyse, il faut revenir au schéma général du procédé de fabrication du produit, et adapter l’AP au système particulier. Cette étude sera effectuée lors de l’analyse des résultats (étape 3) après la collecte des données et la description du système de production particulier appliqué à l’usine.

Synoptique de l’usine

Cette étape définie au chapitre 2, consiste en une collecte de données du système de production, en décrivant les différentes opérations de transformation du produit, spécifiques à l’unité de production. Pour des raisons de confidentialité, seules les opérations consommatrices d’énergies seront présentées dans cette étude. Le synoptique est tracé à la Figure 4-2. Il faut maintenant décrire ces opérations selon les données collectées et les mesures réalisées, présentées au Tableau 4-1. Cette opération est effectuée par un double traitement thermique. Elle est similaire à l’opération de double traitement thermique étudiée dans le chapitre 3 paragraphe 5.2.2.1. Cependant, lors de l’étude précédente, le traitement de la crème n’était pas pris en considération. Cette étude est alors adaptée en ajoutant les opérations de réchauffage et de refroidissement de la crème. Le schéma du procédé est présenté à la Figure 4-3. Dans les différents pasteurisateurs, les températures internes à l’entrée et à la sortie des échangeurs récupérateurs ne sont pas accessibles sans intrusion (interdites lors de l’audit effectué). De ce fait, selon les températures mesurées (entrée et sortie des pasteurisateurs) les températures intermédiaires ont été déduites, en se servant du pincement fourni par les La somme de ces 3 apports de chaleur détermine la consommation totale du système. Elle est de l’ordre de 133 kJ/kg_lait, ce qui donne un rendement du procédé de l’ordre de 77 %. Ensuite, la différence entre la consommation réelle et l’EMR constitue des pertes énergétiques. Ces pertes sont alors décomposées en deux types, les pertes fatales et les pertes non fatales. Les pertes non fatales sont déterminées par la différence entre la consommation réelle et la consommation minimale du procédé actuel sans changement, tandis que les pertes fatales sont déterminées par la différence entre la consommation optimale du procédé actuel et celle du procédé optimal.