Pré-refroidisseur tubulaire : présentation générale

2010-11-25 12:33
charriau
Sales manager



1- Refroidissement du lait à la production = échange thermique

Le refroidissement du lait passe par un transfert de calories à l’aide d’un échangeur thermique.

Quand tous les paramètres sont présents, concordants et maximum. Le transfert des calories est presque instantané, c’est à dire qu’il s’effectue en quelques secondes. Donc les calories passent d’un fluide à l’autre à très grande vitesse (ceci toujours du chaud vers le froid).

Pour le refroidissement du lait à la production ce scénario serait idéal, avec le lait à la sortie du pis à 37°C environ, s’il était immédiatement refroidi à  +4°C en quelques secondes, et ceci sans matraquage à l’abri de l’air.

Toutes ses qualités originelles seraient conservées.
Tout développement microbien serait inhibé, puis physiquement il supporterait mieux les contraintes du pompage, du transport, etc… sans trop se dégrader.

Si au niveau de la production ce scénario idéal paraît techniquement réalisable, malheureusement ses contraintes et son coût en sont dissuasifs.

Il faut donc apporter des solutions intermédiaires simples et facilement réalisables, économiquement rentables, bénéfiques pour la qualité du lait et sans contrainte importante pour les producteurs.


2- A partir de l’eau d’adduction de l’exploitation


Le pré-refroidissement du lait effectué dès sa sortie de la traite et avant son arrivée dans le tank de réfrigération, apporte une réponse favorable pour réaliser des économies d’énergie et maintenir la qualité du lait, (même peut réduire l’action de la lipolyse provoquée par la traite, avec l’utilisation des échangeurs tubulaires).
L’eau d’adduction utilisée est stockée, pour être ensuite réutilisée.

Actuellement avec le plus performant des échangeurs dans le pré-refroidissement du lait, la société CHARRIAU continue d’élargir sa gamme de pré-refroidisseur : d’abord le TEM-Dy puis le TEM-CLASS et enfin le TES-HP.

Le TEM-Dy spécialement étudié pour les très gros débits de lait, permet de maintenir le lait en échange par convection donc très efficace pendant tout son refroidissement, de ce fait la durée de l’échange en est très raccourcie, et est conditionnée par le niveau du débit d’eau instantané disponible sur l’exploitation.

Exemple : une bâchée de 30 litres de lait peut être refroidie dans une douzaine de secondes soit 120 l/mn environ (ou 7200 l/h) 2 l/s, soit 2 l/s avec un ratio eau/lait de 1 à 1,2 soit un débit d’eau instantané de 0,5 à 1 litres/secondes donc 2000 l/h à 3000 l/h (sauf exception).

Le TEM-CLASS, qui est de conception beaucoup plus simple, mais avec un circuit d’eau spécialement adapté aux débits d’eau disponibles dans les exploitations. Il permet d’atteindre un rendement d’échange de 81% avec un faible débit d’eau donnant un ratio eau/lait entre 1 et 1,5 (Permet d’utiliser une cuve plus petite pour stocker l’eau de refroidissement).

Le TES-HP, qui est de conception encore plus simple. avec une performance légèrement moindre que les deux précédents modèles. Il est adapté aux exploitations avec des quotas entre 300000 et 650000 litres/an (soit 430 à 900 litres par traite).


3- Deux versions du TEM-CLASS



Le 1er modèle à section standard est conçu pour des débits de lait permettant d’atteindre jusqu’à 800 litres/heure (1).

Le 2ème modèle ayant une section avec une faible inertie thermique, permet de refroidir des débits de lait jusqu’à 3000 litres/heure et plus si pour l’eau, débit et pression sont présents sur l’exploitation.

Ces deux échangeurs modulables fonctionnent avec des petits débits d’eau tout en restant performants (81%) en échange (2). Ils permettent de répondre favorablement aux exploitations ne disposant pas suffisamment d’eau ou ne voulant pas stocker des quantités d’eau importantes.
Leurs niveaux de performance permettent d’atteindre des économies d’énergie supérieures à 60% (3) (sachant que le coût de l’énergie électrique et le coût de l’eau ne peuvent que croître).

(1). 800 litres/heure = le débit de Pôle Cristal/GIE Lait Viande
(2). Tous les systèmes de pré-refroidisseurs peuvent réduire la quantité d’eau utilisée en agissant sur la durée d’ouverture de l’électrovanne, mais ceci pénalise la performance en réduisant la durée de l’échange.
(3). Pour des conditions d’utilisation donnant un débit et une température d’eau optimum.


.. L’eau c’est le groupe frigorifique du pré-refroidisseur ..


Comparatif d'efficacité des pre-refroidisseurs de lait.

Dernière modification par charriau (2012-12-10 11:51)
2011-12-05 15:33
charriau
Sales manager
Des avantages pour tous les acteurs  :

1°) pour la laiterie :

- allongement de la durée de vie du groupe frigorifique du tank à lait car il fonctionne moins longtemps

- favorable à la conservation du lait  (sécurité en cas de panne du tank, moins de lipolyse, suppression des chocs thermiques, diminution des germes, ...)

2°) pour le producteur de lait :

- économies d'énergie sur la consommation d'électricité du tank à lait

- production d'eau tiède utilisable pour l'abreuvement des vaches en hiver (pas de sous consommation d'aeu)

- possibilité de décaler la mise en route du tank à lait à la fin de la traite (étalement des consommations électriques, gain de puissance au compteur)

3°) pour le producteur d'électricité :

- réduction des pics de consommation d'électricité entre 6h00 et 9h00 et 17h00 et 20h00

- possibilité de décaler la mise en marche du tank à lait après la traite et donc de limiter la puissance demandée à un moment donné sur l'installation électrique

- éligibilité du pré-refroidisseur aux "certificats d'économie d'énergie"

Dernière modification par charriau (2012-12-10 11:52)
2013-02-11 10:49
charriau
Sales manager
Un pré-refroidisseur de lait pour des économies d'énergie par la Chambre d'Agriculture de la Manche (vidéo).

Dernière modification par charriau (2013-02-11 10:49)
2013-02-11 10:53
charriau
Sales manager
 CHARRIAU : Porte ouverte sur la laiterie économe en électricité (article paru dans PLM d'Avril 2012)

50% de la consommation électrique du bloc traite vient du tank à lait, 20% du chauffe eau : on peut les diviser par deux

C'est sur le thème des économies d'énergie que les Ets CHARRIAU et collaboration avec Lactamat a organisé cinq fermes-ouvertes sur la Vendée en février. Une soixantaine de producteurs laitiers est venue découvrir la gamme.

Le pré-refroidisseur TEM-CLASS bien connu, est fait de tubes linéaires, de longueur modulable en fonction de la taille du troupeau. Les deux tubes concentriques laissent passer une fine lame d'eau (brevet). "L'écoulement de l'eau fraiche se fait avec un petit débit, mais avec une grande vitesse (donc en régime turbulent), ceci sur une durée beaucoup plus longue. Ceci donne un échange maximum pour une petite quantité d'eau." explique Jacques CHARRIAU. Ceci assure une économie d'électricité supérieure à 50% sur le tank à lait et un retour sur investissement rapide.

Si l'on prend l'exemple d'un volume annuel de 600 000 litres de lait, comptez "5600 euros HT pour le pré-refroidisseur livré et monté. 3360 euros HT avec 40% de subvention ... Pour une économie de 850 euros d'électricité par an." Le TEM-CLASS a trouvé son créneau sur des moyennes et grosses exploitation, "70 exploitations équipées en 2011", en salle de traite et robots. "Il y a un bénéfices aussi vis-à-vis de la lipolyse."
L'entreprise propose également un pré-refroidisseur à spirales (Tube Echangeur Spiralé-Haute Performance) adapté aux petites et moyennes exploitations.

Pré-refroidisseur et chauffe eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique Tanéo (modèle Tresco) se place dans la laiterie. Il pompe les calories de l'air, pour une eau pré-chaufée à 55°C. "Jusqu'à 75% d'économie sur la production d'eau chaude, dès lors que la température ambiante est à 15°C" explique CHARRIAU qui n'est pas concepteur mais distributeur de cet appareil homologué et subventionnable. "Nous ajoutons un filtre à air."

Sa résistance lui permet d'être autonome dans certains cas, mais le plus souvent on le retrouvera en série et avant le chauffe-eau électrique. Pour Jacques CHARRIAU "le chauffe-eau thermodynamique et un pré-refroidisseur performant sont bien complémentaires." Au contraire d'un récupérateur de calories qui se brancherait directement sur le groupe frigorifique. "Comme le pré-refroidisseur diminue le temps de fonctionnement du tank, il diminue aussi la production de calories." Voila pourquoi le chauffe-eau thermodynamique est plutôt dans l'air du temps.

A St Etienne de Mer morte, en Loire-Atlantique les Ets CHARRIAU (15 salariés) sont également spécialisés dans l'export de tanks à lait reconditionnés et la vente de raccords rapides auto-nettoyants pour la collecte du lait.

Dernière modification par charriau (2013-02-11 10:54)