Brevet FR2505612A1 — publié le 19821119

I La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un pro- duit en poudre tel que du lait en poudre, à partir d'un produit liquide tel que du lait, qui consiste à soumettre le produit liquide à un traitÉM e 1 que pasteurisation ou stérilisation, à le soumettre ensuite à une concentra- tion par évaporation simple ou multiple effet, puis à sécher le concentré résultant par de l'air amené à une température déterminée appropriée aux opé- rations de séchage. On sait que dans les installations laitières mettant en oeuvre des procédés connus de ce type, il y a en sortie de l'unité d'évaporation, c'est- à-dire au niveau du condenseur, évacuation d'une quantité appréciable de vapeur Toutefois, cette dernière est généralement d'un degré thermique trop bas pour qu'elle puisse céder efficacement sa chaleur latente à l'eau du con- denseur; il en résulte la production d'une eau qui est à une température trop peu élevée pour pouvoir trouver des applications intéressantes En d'autres termes, les calories contenues dans la vapeur arrivant au niveau du condenseur sont souvent purement et simplement perdues. La présente invention a donc pour but de valoriser au maximum les calories mises en oeuvre au cours du traitement thermique et de la concentra- tion par évaporation Pour ce faire, elle propose un procédé qui se caractéri- se en ce qu'avant d'amener l'air à une température appropriée aux opérations de séchage, on le préchauffe en lui transférant des calories prélevées sur le produit liquide ayant subi le traitement thermique et non encore concentré. L'invention consiste donc à utiliser les calories lorsqu'elles sont à leur niveau de température le plus élevé, c'est-à-dire à un niveau auquel leur transfert à un fluide, en l'occurrence de l'air, se fait de la manière la plus efficace possible Ainsi, grâce à l'invention, il est possible d'ob- tenir de l'air à température relativement élevée utilisable sur son lieu de production pour le séchage du concentré produit par l'évaporation. Selon une première variante, le prélèvement de calories et leur transfert sont réalisés par échange de chaleur entre tout ou partie du produit liquide ayant subi le traitement thermique et l'air à préchauffer. Selon une seconde variante, le prélèvement des calories et leur transfert sont réalisés par un premier échange de chaleur entre tout ou partie du produit liquide ayant subi le traitement thermique et un fluide de trans- fert intermédiaire, puis un second échange, entre le fluide intermédiaire ré- sultant du premier échange et l'air à préchauffer. Dans un but d'économie du fluide de transfert intermédiaire, le fluide de transfert intermédiaire résultant du second échange de chaleur est réutilisé en tout ou partie comme fluide de transfert intermédiaire pour le premier échange de chaleur En d'autres termes, ce fluide intermédiaire qui peut par exemple être de l'eau, circulera en circuit fermé. Pour des questions évidentes d'économie, l'évaporation du produit ayant subi le traitement thermique sera de préférence du type à thermocompres- sion de vapeur et/ou du type à recompression mécanique de vapeur. Enfin, le séchage du concentré produit par l'évaporation sera de préférence réalisé par séchage-atomisation. On décrira ci-après, à titre d'exemples, deux modes de réalisation de la présente invention en faisant référence au dessin annexé dont les figu- res 1 et 2 représentent schématiquement une installation de concentration- séchage o le traitement thermique est une pasteurisation et mettant en oeu- vre le procédé selon l'invention. L'installation de la figure 1 comporte tout d'abord un pasteurisa- teur 1 dans lequel le produit à pasteuriser, par exemple du lait, est intro- duit par le conduit 2 Le lait pasteurisé est ensuite évacué du pasteurisateur 1 par un conduit 3 et une pompe 4, puis amené par un conduit 5 dans un échan- geur de chaleur 6 du type à contact indirect Dans cet échangeur, il y a trans- fert d'une partie des calories du lait pasteurisé à de l'air froid arrivant dans ce même échangeur 6 par un conduit 7 et en sortant, préchauffé, par un conduit 8 Le lait pasteurisé sensiblement refroidi issu de l'échangeur 6 est ensuite amené par un conduit 9 en tête du premier effet 10 d'un évaporateur à deux effets 10, 11 Le nombre d'effets de l'évaporateur est variable notamment selon le degré de concentration du lait à traiteretles performances de l'éva- porateur lui-même, et il peut donc comporter un ou plusieurs effets, par exem- ple du type à flot tombant comme représenté sur les figures 1 et 2. Le lait pasteurisé subit donc une première concentration dans cet effet 10 puis est amené de la base de ce dernier, par un conduit 12 et une pompe 13 en tête du second effet 11 o il subit une seconde concentration avant d'être dirigé par un conduit 14 et une pompe 15 au sommet d'un sécheur- atomiseur 16 de conception classique et bien connu de l'Homme de l'Art. La vapeur d'évaporation créée dans le premier effet 10 est acheminée vers un séparateur liquide-vapeur 17, puis vers le corps de chauffe 18 de l'effet 11 par un conduit 19 Ce dernier porte une dérivation 20 aboutissant à l'aspiration d'un thermocompresseur de vapeur 21 dont le conduit de refou- lement 22 aboutit dans le corps de chauffe 23 de l'effet 10 Il est possible également de disposer un compresseur mécanique de vapeur sur le conduit 20 ou encore de remplacer le thermocompresseur de vapeur 21 par un compresseur méca- nique de vapeur. La vapeur d'évaporation créée dans l'effet 11 est pour sa part dirigée vers un séparateur liquide-vapeur 24 et de là vers un condenseur (non représenté) par un conduit 25. L'air préchauffé sortant de l'échangeur 6 est amené par le conduit 8 dans un second échangeur de chaleur 26, puis de là par un conduit 27 dans le sécheur-atomiseur 16 Ce second échangeur 26 dans lequel l'air préchauffé est porté à la température désirée appropriée aux opérations de séchage, peut être du type à contact indirect sur gaz chauds tels que la vapeur surchauffée Il peut également être constitué par un dispositif de chauffage direct classique. Enfin, le lait en poudre produit dans le sécheur 16 et l'air sont évacués dudit sécheur, respectivement par les conduits 28 et 29. La variante selon la figure 2 qomporte les mêmes éléments constitu- tifs 1 à 6 et 9 à 29 que l'installation objet de la figure 1 Seul diffère le mode de prélèvement et de transfert à l'air des calories du lait pasteurisé provenant du pasteurisateur 1 Plus précisément, dans l'échangeur de chaleur 6 un fluide de transfert de chaleur, de préférence de l'eau, est chauffé au moyen des calories prélevées sur le lait pasteurisé Ce fluide arrive dans l'échangeur 6 par un conduit 30 et en sort, réchauffé, par un conduit 31 qui aboutit par ailleurs à un échangeur de chaleur à contact indirect 32 o il préchauffe à son tour de l'air arrivant dans ce dernier par un conduit 33 et en sortant par un conduit 34 débouchant dans l'échangeur de chaleur 26 Le fluide de transfert, une fois ses calories cédées à l'air, s'en retourne vers l'échangeur 6 sous l'effet d'une pompe 35 dont le refoulement est relié au conduit 30. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un produit en poudre tel que du lait en poudre, à partir d'un produit liquide tel que du lait, qui consiste à sou- mettre le produit liquide à un traitement thermique tel qu'une pasteurisation ou une stérilisation, à le soumettre ensuite à une concentration par évapora- tion simple ou multiple effet, puis à sécher le concentré résultant par de l'air amené à une température déterminée appropriée aux opérations de séchage, procédé caractérisé en ce qu'avant d'amener l'air à cette température détermi- née, on le préchauffe en lui transférant des calories prélevées sur le produit liquide ayant subi le traitement thermique et non encore concentré. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pré- lèvement de calories et leur transfert sont réalisés par échange de chaleur entre tout ou partie du produit liquide ayant subi le traitement thermique et l'air à préchauffer. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prélè- vement de calories et leur transfert sont réalisés par un premier échange de chaleur entre tout ou partie du produit liquide ayant subi le traitement ther- mique et un fluide de transfert intermédiaire, puis un second échange de cha- leur entre le fluide intermédiaire résultant du premier échange et l'air à préchauffer. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fluide de transfert intermédiaire résultant du second échange de chaleur est réutilisé en tout ou partie comme fluide de transfert intermédiaire pour le premier échan- ge de chaleur. 5 Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le fluide intermédiaire de transfert est de l'eau. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le concentré produit par l'évaporation est séché par séchage-atomisation. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évaporation est du type à thermocompression de vapeur et/ou à recompression mécanique de vapeur.