Installations UHT? - Gea-tds.com
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Technologie des procédés industriels pour<br />
le traitement aseptique de produits<br />
Innovative Engineering –<br />
Quality in Line.<br />
GEA Process Engineering<br />
GEA TDS GmbH
<strong>Installations</strong> <strong>UHT</strong> …<br />
… la base du traitement aseptique<br />
des produits. En matière<br />
de traitement thermique des<br />
produits, la qualité du produit,<br />
la sécurité de production et<br />
la rentabilité sont les premiers<br />
critères à prendre en <strong>com</strong>pte<br />
dans le choix d'un système de<br />
procédé <strong>UHT</strong> (Ultra Haute<br />
Température) approprié.<br />
GEA TDS GmbH dispose d’une expérience<br />
de plusieurs années en tant<br />
que fabricant d'installations <strong>UHT</strong><br />
pour produits laitiers et autres produits<br />
liquides. Les installations <strong>UHT</strong><br />
offrent des débits allant de 50 à<br />
40 000 l/h pour les produits de faible<br />
et moyenne viscosité. Les produits<br />
contenant des fibres et des particules<br />
peuvent également être traités aseptiquement<br />
et thermiquement dans les<br />
installations <strong>UHT</strong>.<br />
GEA TDS propose trois procédés<br />
<strong>UHT</strong> selon la technologie du produit,<br />
la qualité du produit et la rentabilité<br />
requises :<br />
Installation <strong>UHT</strong> type I<br />
Installation <strong>UHT</strong> type I<br />
Ces installations de traitement de produits<br />
fonctionnent selon le principe<br />
de chauffage indirect. Elles offrent<br />
l’avantage d’une très haute sécurité de<br />
production grâce à l'emploi d'échangeurs<br />
tubulaires de types S et M.<br />
Cette technique est éprouvée depuis<br />
plusieurs années. Grâce à des conditions<br />
d’écoulement optimisées, les<br />
installations <strong>UHT</strong> offrent une bonne<br />
qualité de produit et une excellente<br />
rentabilité, alliées à une récupération<br />
de chaleur pouvant atteindre 90 %.<br />
Les installations offrent en outre une<br />
fiabilité de fonctionnement exceptionnelle.
Installation <strong>UHT</strong> type D<br />
Ces installations <strong>UHT</strong> utilisent un procédé<br />
de chauffage direct qui a l'avantage<br />
d'offrir une qualité de produit<br />
irréprochable. Le recours à un injecteur<br />
de vapeur et un refroidisseur de<br />
détente réduit considérablement les<br />
temps de séjour dans les zones sensibles<br />
à la température. Ce procédé ne<br />
permet toutefois pas d'atteindre une<br />
rentabilité aussi élevée qu'avec un système<br />
de chauffage indirect. La quantité<br />
de vapeur doit par ailleurs être adaptée<br />
aux denrées alimentaires traitées.<br />
Installation <strong>UHT</strong> type D<br />
Installation <strong>UHT</strong> type P<br />
La technique de procédé d'une installation<br />
<strong>UHT</strong> de type P est en grande<br />
partie identique à celle d'une installation<br />
<strong>UHT</strong> indirecte de type I. L'installation<br />
de type P utilise un échangeur<br />
de chaleur tubulaire du type P. Elle ne<br />
possède par conséquent aucun circuit<br />
indirect de fluide caloporteur entre<br />
le produit à chauffer et le produit à<br />
refroidir. Ce type d'installation améliore<br />
ainsi la rentabilité et la qualité<br />
du produit sans pour autant accroître<br />
la surface d'échange thermique.<br />
Installation <strong>UHT</strong> type P<br />
2<br />
3
<strong>Installations</strong> <strong>UHT</strong><br />
L'installation pilote <strong>UHT</strong> type<br />
L fait partie de la gamme de<br />
GEA TDS. Son faible en<strong>com</strong>brement<br />
lui permet de trouver<br />
sa place sur n'importe quel<br />
site d'exploitation.<br />
Ce modèle utilise également des<br />
échangeurs de chaleur tubulaires<br />
pour permettre le transfert de chaleur.<br />
Il convient en outre au procédé<br />
<strong>UHT</strong> à chauffage direct <strong>com</strong>me<br />
indirect. L'installation est spécialement<br />
conçue pour les débits très<br />
faibles de 50 à 200 l/h. Très flexible,<br />
elle fonctionne avec un grand choix<br />
de réchauffeurs, refroidisseurs, chambreurs<br />
et technologies d’homogénéisation<br />
et possède des raccords de tuyaux<br />
très maniables.<br />
Les avantages des installations <strong>UHT</strong><br />
en un coup d'œil :<br />
Sécurité de production<br />
Toutes les installations <strong>UHT</strong> assurent<br />
une destruction fiable des bactéries<br />
grâce au choix des paramètres de<br />
chauffage appropriés, tels que la température<br />
et le temps de chauffage, et<br />
grâce à la stérilisation de toute l’installation<br />
<strong>UHT</strong> avant le début de la<br />
production. Toutes les installations<br />
<strong>UHT</strong> ont en <strong>com</strong>mun un nettoyage<br />
CIP efficace, garanti par un double<br />
système de mesure de la conductivité.
Qualité de produit<br />
La technologie <strong>UHT</strong> vous permet<br />
de sélectionner les paramètres et les<br />
variables technologiques, <strong>com</strong>me<br />
la température, le chambreur et la<br />
technologie d’homogénéisation, de<br />
manière à obtenir une qualité de produit<br />
optimale pour chaque procédé<br />
<strong>UHT</strong>. A cet égard, le système veille<br />
en permanence à ce que les phases de<br />
chauffage et de refroidissement définies<br />
pour le produit soient les plus<br />
brèves possibles.<br />
Rentabilité<br />
La récupération de chaleur, une<br />
faible consommation d’énergie primaire,<br />
une faible perte de produit et<br />
des phases de mélange réduites, des<br />
cycles CIP courts et efficaces, de longs<br />
intervalles de production et des coûts<br />
d'entretien réduits, et enfin le prix<br />
d’achat sont les facteurs qui déterminent<br />
la rentabilité d’une installation<br />
<strong>UHT</strong>.<br />
Installation pilote <strong>UHT</strong> type L<br />
Prémontage <strong>com</strong>plet<br />
Les installations <strong>UHT</strong> sont entièrement<br />
prémontées sur un châssis, prêt<br />
à brancher. Le prémontage <strong>com</strong>plet<br />
sur châssis réduit le temps de montage<br />
sur site. La construction modulaire<br />
facilite les éventuelles modifications<br />
et extensions ultérieures.<br />
4<br />
5
<strong>Installations</strong> de<br />
réservoirs stériles …<br />
… le lien entre l’installation<br />
<strong>UHT</strong> et l'installation de conditionnement.<br />
En tant qu'installation<br />
de réservoirs aseptiques,<br />
le réservoir stérile est le lien<br />
entre l'installation de procédé<br />
et l'installation de conditionnement.<br />
Le réservoir stérile permet d'obtenir<br />
une qualité de produit constante pendant<br />
toute la durée de la production,<br />
dans la mesure où il évite le chauffage<br />
répété du produit en cas d’arrêt<br />
ou d'une baisse des performances<br />
de la machine de remplissage. Autre<br />
avantage, les machines de remplissage<br />
peuvent continuer de fonctionner pendant<br />
le nettoyage CIP de l'installation<br />
de procédé.<br />
La capacité des réservoirs stériles<br />
varie en fonction des besoins de 200 l<br />
à 100 000 litres.<br />
Les installations de réservoirs stériles<br />
permettent de réaliser des connexions<br />
aseptiques interchangeables pour une<br />
ou plusieurs installation(s) de procédé<br />
et de conditionnement. Grâce à ces<br />
connexions, l'exploitant peut procéder<br />
au remplissage de différents produits<br />
sans aucune intervention manuelle.<br />
Installation de réservoirs stériles
Sécurité de production<br />
Les installations de réservoirs stériles<br />
de GEA TDS assurent à tout moment<br />
la sécurité de la production grâce à la<br />
surveillance constante de la pression<br />
et de la température. Chaque réservoir<br />
stérile est livré d'office avec des<br />
contrôles de barrières de vapeur à<br />
tous les points d’intersection situés<br />
aux abords de l'installation de réservoirs.<br />
Cela permet la stérilisation en<br />
continu des produits aseptisés.<br />
Prémontage<br />
Les préparations d’air stérile et de<br />
vapeur sont livrées prémontées sur<br />
un châssis sous forme d'unité prête à<br />
brancher. Le prémontage sur châssis<br />
réduit le temps de montage sur site.<br />
Autre avantage, la structure standardisée<br />
exclut les risques éventuels liés<br />
à la stérilisation.<br />
6<br />
7
Séparation en ligne<br />
pour installation <strong>UHT</strong><br />
Réservoir<br />
d'alimentation<br />
installation <strong>UHT</strong><br />
GEA TDS offre la possibilité de<br />
<strong>com</strong>biner une installation <strong>UHT</strong><br />
classique avec un séparateur<br />
automatique et d'intégrer celuici<br />
au procédé de chauffage.<br />
Echangeur de chaleur tubulaire<br />
Installation <strong>UHT</strong><br />
La séparation en ligne évite d'avoir<br />
recours à un double procédé de chauffage<br />
lors du traitement du produit et<br />
contribue ainsi à offrir une qualité de<br />
produit élevée.<br />
Le réservoir tampon <strong>com</strong>biné ainsi<br />
que le réchauffeur supplémentaire<br />
pour les phases de démarrage et d'arrêt<br />
du séparateur permettent à celui-ci<br />
de fonctionner parallèlement au procédé<br />
<strong>UHT</strong>. Le recours à un réservoir tampon<br />
permet de maintenir le chauffage<br />
<strong>UHT</strong> sans interruption, même durant<br />
l’évacuation automatisée des matières<br />
solides du séparateur.<br />
Produit<br />
Produit<br />
Eau<br />
CIP<br />
Séparateur<br />
Réservoir de stockage<br />
thermodynamique stratifié<br />
La séparation en ligne est <strong>com</strong>plètement<br />
intégrée à l’installation de<br />
chauffage thermique et est également<br />
contrôlée par celle-ci de manière automatique.<br />
Vapeur<br />
Schéma fonctionnel de la séparation en ligne
Réservoir de stockage<br />
thermodynamique stratifié<br />
Le réservoir de stockage thermodynamique<br />
stratifié sert de<br />
réservoir tampon entre le séparateur<br />
de chaleur et l'installation<br />
de procédé.<br />
Le réservoir de stockage stratifié a<br />
deux fonctions :<br />
Premièrement, il permet le fonctionnement<br />
continu et intégré du séparateur<br />
de chaleur dans un procédé <strong>UHT</strong><br />
ou ESL durant l’évacuation automatisée<br />
des matières solides du séparateur.<br />
Deuxièmement, les gaz contenus dans<br />
le produit sont éliminés efficacement<br />
grâce à une conduite de produit spéciale.<br />
Le produit est acheminé par le<br />
bas dans le réservoir, d'où il est distribué<br />
généreusement en couches fines<br />
au moyen d'un grand plateau de distribution.<br />
Cette technique permet<br />
d'extraire efficacement les gaz contenus<br />
dans le produit du réservoir à une<br />
température élevée sans avoir recours<br />
à une pompe à vide.<br />
La diminution de l'air contenu dans le<br />
produit constitue un autre point positif.<br />
A cela s'ajoutent une augmentation<br />
du temps de production de l’installation<br />
de procédé et une amélioration<br />
de la qualité du produit du fait de la<br />
diminution des dépôts dans la section<br />
de chauffage.<br />
Réservoir de stockage stratifié<br />
Grâce à sa construction modulaire,<br />
l’installation est installée et mise en<br />
service rapidement.<br />
8<br />
9
Echangeur de chaleur<br />
tubulaire VARITUBE ® …<br />
VARITUBE ® M et S, tubes<br />
intérieurs lisses et ondulés<br />
VARITUBE ® P<br />
VARITUBE ® HS<br />
… l'élément de base de la<br />
technologie des procédés<br />
industriels. Il existe une multitude<br />
d’échangeurs de chaleur<br />
tubulaires pour le traitement<br />
thermique des fluides<br />
de faible à moyenne viscosité.<br />
Les échangeurs de chaleur<br />
tubulaires conviennent également<br />
aux liquides contenant<br />
des particules et des fibres.<br />
Voici les différents types<br />
d'échangeurs de chaleur tubulaires<br />
disponibles :<br />
VARITUBE ® M<br />
Echangeur de chaleur tubulaire avec<br />
une conduite de produit logée dans<br />
un ou plusieurs tube(s) intérieur(s)<br />
droit(s) enrobé(s) dans un tube-chemise<br />
par un agent caloporteur.<br />
VARITUBE ® S<br />
Echangeur de chaleur tubulaire avec<br />
une conduite de produit logée dans<br />
un tube intérieur droit enrobé dans<br />
un tube-chemise par un agent caloporteur.<br />
VARITUBE ® P<br />
Echangeur de chaleur tubulaire avec<br />
une conduite de produit logée dans<br />
un ou plusieurs tube(s) intérieur(s)<br />
droit(s) enrobé(s) dans un tube-chemise<br />
par le même produit circulant à<br />
contre-courant. Ce type d'échangeur<br />
de chaleur permet de démonter les<br />
tubes intérieurs sous forme de faisceau<br />
<strong>com</strong>plet pour inspecter les voies<br />
d’écoulement du produit.<br />
VARITUBE ® HS<br />
Echangeur de chaleur tubulaire avec une<br />
conduite de produit logée dans plusieurs<br />
tubes intérieurs coudés une fois à 180°.<br />
L’agent caloporteur circule dans le tubechemise<br />
qui sert d'enveloppe. En cas<br />
de différences de température élevées,<br />
la structure des tubes intérieurs et du<br />
tube-chemise leur permet de se détendre<br />
dans le sens axial. Cela évite les éventuels<br />
dommages liés aux différentes dilatations<br />
longitudinales, ceci malgré les<br />
différences de température élevées.<br />
VARITUBE ® SK<br />
Echangeur de chaleur tubulaire avec<br />
une conduite de produit logée dans<br />
plusieurs tubes intérieurs droits enrobés<br />
dans un tube-chemise par un<br />
agent caloporteur. Afin d’améliorer<br />
les caractéristiques d’écoulement des<br />
produits contenant des morceaux et<br />
/ ou beaucoup de fibres, un cône spécial<br />
est monté à la base du faisceau<br />
de tubes, évitant ainsi aux matières<br />
contenues dans le produit de se déposer<br />
sur le faisceau.<br />
VARITUBE ® SK
Structure solide<br />
Les échangeurs de chaleur tubulaires<br />
se distinguent par une stabilité et une<br />
résistance élevées à la pression et à<br />
la température. Les voies d'écoulement<br />
du produit peuvent être inspectées<br />
aisément grâce aux tubes coudés<br />
à 180° faciles à monter. Ces voies,<br />
dépourvues de zones neutres d'écoulement,<br />
facilitent le nettoyage des<br />
échangeurs de chaleur tubulaires.<br />
Des joints d'étanchéité simples et bon<br />
marché, adaptés aux conditions du<br />
procédé, réduisent considérablement<br />
les temps de maintenance et d'inspection.<br />
Les surfaces de l'échangeur de<br />
chaleur tubulaire en contact avec le<br />
produit sont fabriquées dans un matériau<br />
n° 1.4571 (AISI 316 Ti) ou dans un<br />
matériau de qualité supérieure.<br />
Les échangeurs de chaleur tubulaires<br />
sont fabriqués et testés conformément<br />
à la directive relative aux équipements<br />
sous pression (DGRL) 97/23 CE.<br />
Technique orientée vers l’application<br />
Parmi la multitude d'échangeurs de<br />
chaleur tubulaires présents sur le<br />
marché, le type d'échangeur optimal<br />
doit être choisi en fonction de la plage<br />
de débits et des caractéristiques technologiques<br />
du produit. Il doit également<br />
présenter des tubes intérieurs en<br />
hélice pour accroître les turbulences,<br />
ainsi qu'une surface de qualité supérieure.<br />
Lorsqu'il est <strong>com</strong>posé des modules<br />
d'un ou de plusieurs échangeurs de<br />
chaleur, ceux-ci sont prémontés sur<br />
un châssis, prêt à brancher.<br />
La construction modulaire permet<br />
d'apporter à tout moment des modifications<br />
et des extensions ultérieures.<br />
Modules hautes performances<br />
… parfaits en tant que systèmes<br />
de chauffage indirecte hautes<br />
performances pour le procédé<br />
<strong>UHT</strong> ou ESL.<br />
Le système permet d'améliorer à la<br />
fois les propriétés d’écoulement et<br />
les propriétés de surface des échangeurs<br />
de chaleur. L'augmentation de la<br />
vitesse de circulation du produit dans<br />
l’échangeur de chaleur et la construction<br />
en hélice des tubes de produit<br />
permettent d'accroître considérablement<br />
les turbulences au sein du produit.<br />
A cela s'ajoute le polissage électrique<br />
des surfaces intérieures des<br />
tubes de produit. La couche limite<br />
laminaire ainsi réduite diminue la formation<br />
de dépôts dans l'échangeur de<br />
chaleur. Cette turbulence accrue permet<br />
d'obtenir des niveaux de stérilisation<br />
élevés en peu de temps même<br />
avec des produits <strong>com</strong>plexes. Malgré<br />
des besoins en nettoyage réduits, le<br />
module hautes performances se nettoie<br />
très facilement.<br />
Le module hautes performances s'intègre<br />
aussi bien dans une installation<br />
nouvelle que dans une installation<br />
existante. La construction modulaire<br />
réduit les temps d’installation.<br />
10<br />
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Innovative Engineering –<br />
Quality in Line.<br />
Pour de plus amples informations concernant la<br />
technologie des procédés industriels de GEA TDS,<br />
nous vous invitons à consulter le site Internet<br />
www.gea-<strong>tds</strong>.<strong>com</strong>.<br />
GEA Process Engineering<br />
GEA TDS GmbH<br />
Voss-Straße 11/13 · 31157 Sarstedt · Allemagne<br />
Tel. +49 5066 990-0 · Fax +49 5066 990-163<br />
Am Industriepark 2–10 · 21514 Büchen · Allemagne<br />
Tel. +49 4155 49-0 · Fax +49 4155 49-2724<br />
Kruppstraße 3 · 48683 Ahaus · Allemagne<br />
Tel. +49 2561 8602-0 · Fax +49 2561 8602-130<br />
www.gea-<strong>tds</strong>.<strong>com</strong><br />
gea<strong>tds</strong>@geagroup.<strong>com</strong><br />
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