Grâce à une combinaison adéquate de prétraitement, de contrôle des procédés, de conception des équipements et de stratégies de nettoyage, leur impact peut être considérablement réduit.
La meilleure solution n’est pas un remède unique, mais plutôt un plan global qui comprend :
- Préparation adéquate des aliments
- Conditions de fonctionnement optimisées
- Conception avancée de l’évaporateur
- Nettoyage régulier et efficace
- surveillance continue
En mettant en œuvre ces bonnes pratiques, les fabricants peuvent améliorer leur efficacité, réduire leurs coûts, prolonger la durée de vie de leurs équipements et garantir une qualité de produit constante.
Que sont l’entartrage et l’encrassement ?
Bien que souvent utilisés de manière interchangeable, l’entartrage et l’encrassement sont des phénomènes légèrement différents.
Définitions
| Terme | Description |
| Mise à l’échelle | Dépôt de sels inorganiques (par exemple, carbonate de calcium, silice) sur les surfaces d’échange thermique |
| Encrassement | Accumulation de matières organiques, de biofilms ou de matières en suspension sur les surfaces |
Types courants de dépôts
| Taper | Source typique | Exemple |
| Échelle inorganique | Minéraux dissous | Carbonate de calcium, sulfate de calcium |
| salissures organiques | Produits alimentaires | Sucres, protéines, pectine |
| Encrassement biologique | Microorganismes | biofilms |
| Encrassement particulaire | matières en suspension | Fibres, résidus de pâte à papier |
Dans les systèmes d’évaporation de tomates, l’encrassement organique (pectine, sucres) et l’encrassement particulaire sont particulièrement fréquents.
Pourquoi l’entartrage et l’encrassement sont des problèmes sérieux
Si elles ne sont pas correctement maîtrisées, l’entartrage et l’encrassement peuvent gravement affecter les performances de l’évaporateur.
Principaux impacts
| Impact | Explication |
| Transfert de chaleur réduit | Les dépôts agissent comme isolant |
| Consommation d’énergie accrue | Il faut davantage de vapeur pour obtenir le même rendement. |
| Arrêts fréquents | Nettoyage plus fréquent requis |
| Problèmes de qualité des produits | Surchauffe ou concentration inégale |
| Dommages matériels | Corrosion et surchauffe |
Même une fine couche d’encrassement peut réduire l’efficacité du transfert de chaleur de 10 à 30 %, augmentant considérablement les coûts d’exploitation.
Principales causes d’entartrage et d’encrassement
Comprendre les causes sous-jacentes est la première étape de la prévention.
Teneur élevée en minéraux
L’eau ou les matières premières à forte teneur en calcium, magnésium ou silice augmentent le risque d’entartrage.
Température et concentration élevées
Lorsque l’eau s’évapore :
- Les solutés deviennent plus concentrés
- Les limites de solubilité sont dépassées.
- Des cristaux commencent à se former.
mauvaise distribution du débit
Un débit irrégulier entraîne :
- Zones mortes
- Surchauffe locale
- Augmentation de la formation des dépôts
Caractéristiques du produit
Dans le système de transformation des tomates:
- La pectine s’épaissit sous l’effet de la chaleur.
- Les sucres caramélisent
- Les fibres s’accumulent sur les surfaces
Tableau récapitulatif des causes
| Cause | Effet |
| Teneur élevée en minéraux | Mise à l’échelle |
| Haute viscosité | Encrassement |
| Mauvaise circulation | Dépôts locaux |
| température élevée | Réactions accélérées |
| Longue durée de séjour | Accumulation supplémentaire |
Stratégies pour réduire la mise à l’échelle
Optimisation du prétraitement des aliments
L’un des moyens les plus efficaces de réduire l’entartrage consiste à traiter l’alimentation avant son entrée dans l’évaporateur.
Méthodes de prétraitement courantes
| Méthode | Fonction |
| Ramollissement | Élimine le calcium et le magnésium |
| Filtration | Élimine les matières en suspension |
| osmose inverse | Réduit les sels dissous |
| ajustement du pH | Contrôle les précipitations |
Par exemple, l’adoucissement de l’eau peut réduire considérablement l’entartrage par le carbonate de calcium.
Contrôler la température de fonctionnement
La mise à l’échelle dépend fortement de la température.
- Des températures plus élevées augmentent les taux de précipitations
- évaporateurs sous videdéjà aidé en abaissant les points d’ébullition
Meilleures pratiques :
- Fonctionner à la température efficace la plus basse
- Évitez la surchauffe localisée
Maintenir un niveau de concentration adéquat
Une concentration excessive entraîne une cristallisation.
Conseils:
- Surveiller en continu la teneur totale en solides
- Évitez de dépasser les limites de saturation critiques
- Utiliser une évaporation étagée (systèmes à effets multiples)
Utiliser des produits chimiques anti-tartre
Les additifs chimiques peuvent inhiber la formation de cristaux.
Types d’antitartres
| Taper | Fonction |
| Inhibiteurs de seuil | Empêcher la croissance des cristaux |
| Dispersants | Maintenir les particules en suspension |
| Agents chélateurs | Lier les ions métalliques |
Ces produits chimiques sont largement utilisés dans les évaporateurs industriels pour réduire les dépôts minéraux.
Stratégies pour réduire l’encrassement
Améliorer la vitesse et la turbulence du flux
Turbulence plus élevée :
- Réduit l’épaisseur de la couche limite
- Empêche le dépôt de matériaux
Solutions de conception :
- Utiliser des évaporateurs à film tombant
- Optimiser la capacité de la pompe
- Évitez les zones stagnantes
Optimiser le profil de température du produit
Dans la transformation des tomates :
- La chaleur excessive provoque la dénaturation des protéines et la dégradation des sucres.
Meilleures pratiques :
- Utiliser un chauffage progressif
- Évitez les brusques montées de température.
Réduire le temps de séjour
Un temps de séjour plus long augmente le risque d’encrassement.
Solutions :
- Augmenter le débit
- Utiliser des évaporateurs à effets multiples
- Optimiser la conception du système
Utiliser un équipement de conception appropriée
Certains modèles d’évaporateurs sont plus résistants à l’encrassement.
Comparaison des types d’évaporateurs
| Taper | Résistance à l’encrassement |
| Film de chute | Haut |
| Film en hausse | Modéré |
| circulation forcée | Très haut |
| Circulation naturelle | Faible |
Pour les produits à haute viscosité, comme la pâte de tomates, les évaporateurs à circulation forcée fonctionnent très bien.
Stratégies de nettoyage (systèmes CIP)
Même avec des mesures préventives, le nettoyage est inévitable.
Nettoyage en place (NEP)
Les systèmes NEP permettent un nettoyage automatique sans démontage des équipements.
Processus CIP typique
| Étape | Description |
| Prérinçage | Enlève les matériaux non adhérents |
| lavage alcalin | Élimine les dépôts organiques |
| lavage à l’acide | Enlève les écailles |
| rinçage final | Nettoie les résidus |
Produits chimiques de nettoyage
| Chimique | But |
| soude caustique (NaOH) | Élimine la matière organique |
| Acide nitrique (HNO₃) | Dissout le tartre |
| Acide citrique | Détartrage léger |
| tensioactifs | Améliorer l’efficacité du nettoyage |
Fréquence de nettoyage
| Condition | Fréquence recommandée |
| Produits à fort encrassement | Tous les jours |
| Encrassement modéré | Tous les 2 à 3 jours |
| Faible encrassement | Hebdomadaire |
Systèmes de surveillance et de contrôle
Les évaporateurs modernes utilisent l’automatisation pour réduire les risques d’encrassement.
Paramètres clés à surveiller
| Paramètre | Importance |
| Température | Prévenir la surchauffe |
| Pression | Maintenir les conditions de vide |
| débit | Assurer une bonne circulation |
| Concentration | Évitez la sursaturation |
Technologies avancées
- Automatisation basée sur les automates programmables industriels (API)
- Détection d’encrassement en temps réel
- Systèmes de maintenance prédictive
- Optimisation basée sur l’IA
Ces systèmes aident les opérateurs à prendre des mesures préventives avant que l’encrassement ne devienne important.
Sélection des matériaux et traitement de surface
nuances d’acier inoxydable
La plupart des évaporateurs utilisent :
- SUS304
- SUS316
Les surfaces plus lisses réduisent l’adhérence des salissures.
Revêtements de surface
Les revêtements avancés peuvent :
- Réduire l’adhérence
- Améliorer la nettoyabilité
- Prolonger les cycles de fonctionnement
Résumé des meilleures pratiques
Liste de contrôle opérationnelle
| Zone | Meilleures pratiques |
| Qualité des aliments | Utiliser la filtration et l’adoucissement |
| Température | Maintenez le niveau le plus bas possible. |
| débit | Maintenir une turbulence élevée |
| Nettoyage | Mettre en œuvre un programme d’amélioration continue régulier |
| Surveillance | Utiliser des systèmes d’automatisation |
| Conception | Choisissez des évaporateurs résistants à l’encrassement |
Exemple concret : Évaporation de la pâte de tomates
Dans une usine de transformation de tomates :
- La pulpe crue contient des fibres, des sucres et de la pectine.
- L’évaporation augmente rapidement la viscosité
- Le risque d’encrassement est élevé
Solutions efficaces :
- Utiliser des évaporateurs à circulation forcée
- Maintenir un débit continu
- Appliquer des cycles CIP fréquents
- Maintenir la température en dessous des seuils de dégradation
Ces mesures peuvent :
- Augmenter la durée de fonctionnement de 30 à 50 %
- Réduire la fréquence de nettoyage
- Améliorer la cohérence du produit
Avantages économiques de la réduction de l’encrassement
La réduction de l’entartrage et de l’encrassement présente des avantages financiers directs.
Tableau d’impact des coûts
| Facteur | Sans contrôle | Avec optimisation |
| consommation d’énergie | Haut | Réduit |
| Temps d’arrêt | Fréquent | Minimal |
| coûts d’entretien | Haut | Inférieur |
| efficacité de production | Faible | Haut |
Même de petites améliorations dans la maîtrise de l’encrassement peuvent engendrer des économies annuelles importantes.
