Dairy protein fouling and cleaning in heating and holding zones - Effect of a swirl-type flow and development of a fouling sensor
Contribution a l’etude de la formation et de l’elimination de depots proteiques d’origine laitiere dans les zones de chauffage et de chambrage - developpement et etude d’un capteur d’encrassement et d’un melangeur statique tourbillonnaire
Résumé
Dans l'industrie agroalimentaire, la formation de dépôts d’origine protéique en paroi interne des équipements sous l’effet de la chaleur est un inconvénient majeur. Prédire les masses de dépôts ou accéder au taux d’encrassement de l’installation par des capteurs non intrusifs restent des défis majeurs. Plusieurs techniques de modélisation (analyse dimentionnelle, bilan de population, mécanique des fluides numérique) ont été mises en œuvre pour déterminer les masses de dépôt à partir des propriétés du produit, des conditions expérimentales et de la configuration de l’installation. Dans le but d’améliorer la détection des encrassements dans des systèmes fermés, un capteur permettant de suivre in situ et en continu l’évolution de la résistance thermique d’un dépôt a été développé et validé par comparaison avec le facteur d’encrassement d’un échangeur de chaleur en amont de la zone de mesure. Un autre objectif était de quantifier l’effet d’un module générant un écoulement de type swirl lors de la formation d’un dépôt ainsi que lors de son élimination par un nettoyage en place à l’échelle du pilote industriel. Les expérimentations réalisées ont permis de mettre en évidence qu’en présence du module de swirl une augmentation de la masse de dépôt se produisait à la paroi interne des sections tubulaires après traitement thermique d’une solution de protéines laitières. L’hypothèse d’une augmentation des transferts de matière en proche paroi a été émise et démontrée pour expliquer ce résultat en dépit de l’augmentation des contraintes pariétales. Afin d’étudier l’effet de l’écoulement de type swirl sur le nettoyage, un dispositif permettant de générer un dépôt à l’intérieur d’un tube en verre a d’abord été développé puis une méthode de détermination du temps de nettoyage par analyse d’images. Pour les conditions thermomécaniques de nettoyage testées, cette étude a mis en évidence qu’une plus grande efficacité au nettoyage pouvait être atteinte en présence du module de swirl confirmant que l’augmentation des transferts de matière est le mécanisme prépondérant lors de la formation des dépôts et de leur élimination.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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