Volume 24, number 3, Décembre 2010

L’agroalimentaire, un grand potentiel d’économie d’énergie

Les activités économiques et la productivité ont beaucoup fluctué au cours des 10 dernières années. Les projets en efficacité énergétique sont une façon de maintenir sa productivité ou de l’améliorer en temps de perturbations économiques.

Par exemple, au Québec, en 2008, les exportations internationales de produits bioalimentaires s’élevaient à 4,9 milliards $, ce qui représente 12 % de l’ensemble des exportations bioalimentaires canadiennes. C’est donc un secteur d’activité économique important où le potentiel de projets écoénergétiques est grand.

De plus, Gaz Métro offre des programmes en efficacité énergétique dont, études de faisabilité et aide à l’implantation, soute­nant la réalisation de ces projets.

Qu’il s’agisse d’une installation de produc­tion ou de transformation agroalimentaire, les besoins énergétiques sont très souvent importants. Le gaz naturel est utilisé pour combler différents besoins thermiques, dont les suivants :

  • Production de vapeur
  • Production d’eau chaude
  • Fours de cuisson
  • Séchoir
  • Chauffage
  • Ventilation

La consommation de gaz naturel peut être optimisée pour chacun de ces postes, de façon directe ou indirecte.

Récupération de chaleur des effluents liquides

Dans une usine type de transformation agroalimentaire, différents fluides circulent, sont chauffés, refroidis, envoyés à l’égout ou encore entreposés. Il est possible d’en récupérer la chaleur résiduelle pour pré­chauffer d’autres fluides. Par exemple, l’eau chaude ayant servi à la cuisson d’ali­ments en conserve peut être refroidie en préchauffant l’eau de nettoyage. Étant donné que ces deux activités n’ont pas nécessairement lieu simultanément, des réservoirs tampons sont essentiels. Dans l’industrie du fromage, lorsque le lactosé­rum n’est pas valorisé, il est possible d’en récupérer la chaleur pour préchauffer le lait cru par exemple, ou préchauffer l’eau de nettoyage. Si la récupération de chaleur d’effluents concorde avec des besoins de chauffage, celle-ci peut être transférée vers le préchauffage de l’air neuf à travers un jeu d’échangeurs et de pompes. Les coûts d’installation d’une telle mesure ; et le potentiel d’économies détermineront la rentabilité de ces projets. Plusieurs clients de Gaz Métro ont opté pour cette mesure ; le tableau 1 résume quelques projets pour trois clients.

Récupération de chaleur sur fluide liquide – tableau 1

Applications Économies (m3) Période de récupération
de l’investissement (années)
Récupération de liquide de procédé 4 513 4,3
Récupération de liquide de procédé 146 644 2,05
Récupération de liquide de procédé pour le chauffage 115 649 1,8

Récupération de chaleur des effluents gazeux

Une ou plusieurs chaudières à vapeur sont utilisées pour la cuisson, la stérilisation, le nettoyage, la production, le chauffage et la ventilation. L’énergie contenue dans les fumées évacuées est de grande qualité, c’est-à-dire qu’elle offre un grand potentiel de récupération de chaleur puisque la tem­pérature est élevée. Il existe deux métho­des de récupération : l’économiseur de chaleur et le récupérateur de chaleur. L’économiseur est un échangeur indirect qui transfère de la chaleur sensible unique­ment des fumées à un fluide (eau d’alimen­tation de la chaudière par exemple). Le récupérateur de chaleur à condensation peut transférer de la chaleur sensible et latente des fumées à un fluide. C’est-à-dire que la vapeur d’eau contenue dans les fumées peut se condenser et dégager de l’énergie sous forme de chaleur latente.

La construction de l’économiseur (dimen­sions et matériaux) fait en sorte que l’eau d’alimentation doit entrer dans l’échangeur à une température suffisamment élevée pour éviter qu’il y ait condensation du côté des produits de combustion. Puisque les usines de transformation agroalimentaire ont souvent des besoins en vapeur toute l’année, il peut être rentable d’installer un tel équipement même avec une chaudière de
100 HP. Tout dépend des conditions d’exploitation.

Il existe deux types de récupérateurs de chaleur à condensation : à contact direct et à contact indirect. La construction des appareils à contact indirect permet la condensation de la vapeur d’eau contenue dans les fumées. Ainsi, la température de l’eau entrant dans l’échangeur peut être plus basse. Le récupérateur à contact direct est un échangeur dont les fumées et le fluide à chauffer sont en contact direct, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de tubes ou d’ailettes entre les fluides en jeu. Ces équi­pements sont plus chers que l’économiseur, mais les économies sont plus importantes. Le tableau 2 illustre deux projets de récu­pération de fluides gazeux chez deux clients distincts.

Récupération de chaleur sur fluide gazeux – tableau 2

Applications Économies (m3) Période de récupération
de l’investissement (années)
Récupération de chaleur et contrôle de ventilation 49 272 3,05
Récupération de chaleur et contrôle de ventilation 180 500 4,1

Chauffage et ventilation performants

Pour le chauffage et la ventilation, les mesures couramment utilisées sont de mise. Par exemple, les avantages du chauf­fage infrarouge n’ont plus à être démon­trés! Dans les espaces de production, les entrepôts, les quais de chargement, etc., les applications sont variables et les histoi­res à succès abondent. En ventilation, l’op­timisation du système de contrôle, la récupération de chaleur et le préchauffage de l’air neuf à l’aide de murs solaires, sont quelques-unes des mesures les plus popu­laires. Dans le cadre d’un projet d’économie d’énergie dans une entreprise spécialisée en agroalimentaire, le plus grand défi réside dans le choix des meilleures combinaisons pour rendre l’usine performante avec des projets rentables.

Intégration de procédé dans l’agroalimentaire

L’optimisation du bilan thermique d’une usine de production ou de transformation agroalimentaire est loin d’être une évi­dence. L’approche d’intégration de pro­cédé présentée brièvement dans l’Informa-TECH de septembre dernier peut s’avérer une méthode utile afin de faire les choix les plus rentables. En effet, à l’aide de cette méthodologie et du logiciel conçu par l’équipe de CanmetÉnergie, il devient pos­sible de simuler tous les systèmes : les chaudières, la réfrigération, la compres­sion et les différents échangeurs. C’est à partir des résultats de l’intégration des procédés que la sélection des projets et l’établissement de leur priorité se font. De fait, l’amélioration de la consommation d’énergie a un impact direct sur les gains en productivité de l’usine et mérite ample­ment qu’on y accorde temps et budget.

Marie-Joëlle Lainé, ing.
Groupe DATECH