celine.garnier@agroparistech.fr<\/a><\/p>\nRESUME<\/strong>
Dans un contexte de changement climatique, de croissance d\u00e9mographique et de d\u00e9veloppement \u00e9conomique, l\u2019industrie recherche de nouvelles sources d\u2019eau \u00e0 exploiter. L\u2019industrie agroalimentaire (IAA) n\u00e9cessite un apport important en eau potable. Dans l\u2019Union Europ\u00e9enne, cette source d\u2019eau repr\u00e9sente 75% des
consommations d\u2019eau dans ces industries [1]. Une des pistes envisageables et \u00e9tudi\u00e9es dans le cadre de l\u2019ANR MINIMEAU (ANR-17-CE10-0015) est de privil\u00e9gier la r\u00e9utilisation et le recyclage d\u2019eau par la mise en place de boucles courtes install\u00e9es au coeur du proc\u00e9d\u00e9 de fabrication, rempla\u00e7ant le m\u00e9lange actuel des diff\u00e9rentes eaux us\u00e9es et leur transfert vers une station d\u2019\u00e9puration. Comme les proc\u00e9d\u00e9s membranaires tels que la nanofiltration ou l\u2019osmose inverse repr\u00e9sentent une solution pour de nombreux cas de recyclage [2], ils sont test\u00e9s, de mani\u00e8re sp\u00e9cifique sur des pilotes de laboratoire, pour diff\u00e9rentes fili\u00e8res des IAA. L\u2019objectif de ces \u00e9tudes est double : \u00e9tablir des sch\u00e9mas de recyclage applicables aux industries agroalimentaires et valider des mod\u00e8les de dimensionnement programmables et utilisables par l\u2019outil de simulation de proc\u00e9d\u00e9s ProsimPlus (Prosim, Lab\u00e8ge, France). Plus sp\u00e9cifiquement pour les membranes dites denses, diff\u00e9rents mod\u00e8les de transfert sont test\u00e9s : notamment les mod\u00e8les de convection, diffusion et \u00e9lectromigration bas\u00e9s sur l\u2019\u00e9quation
de Nernst-Planck pour les esp\u00e8ces ionis\u00e9es, et le mod\u00e8le de solubilisation diffusion bas\u00e9 sur la loi de Fick pour les solut\u00e9s organiques non ionis\u00e9s.
Le premier cas d\u2019\u00e9tudes retenu est un proc\u00e9d\u00e9 de production de l\u00e9gumes racines surgel\u00e9s (carottes). Il comprend plusieurs \u00e9tapes : lavage, pelage puis rin\u00e7age, d\u00e9coupe, blanchiment et surg\u00e9lation. L\u2019eau est utilis\u00e9e \u00e0 toutes les \u00e9tapes de la production et principalement pour le lavage du produit brut et le rin\u00e7age du produit pel\u00e9. L\u2019eau de rin\u00e7age de la carotte apr\u00e8s pelage, de couleur orange, a fait l\u2019objet d\u2019une analyse d\u00e9taill\u00e9e pour mesurer des param\u00e8tres globaux tels que Mati\u00e8res En Suspension (MES), Demande Chimique en Oxyg\u00e8ne (DCO) et Carbone Organique Total (COT), mais aussi ions min\u00e9raux et solut\u00e9s tels que les pesticides. Les r\u00e9sultats montrent que l\u2019eau de rin\u00e7age est charg\u00e9e en mati\u00e8res organiques et en ions min\u00e9raux et pr\u00e9sente une tr\u00e8s forte variabilit\u00e9 dans le temps: DCO entre 22 et 4 730 mgO2.L-1 et composition en sucres (saccharose, glucose et fructose) entre 46 et 100% de la DCO. Apr\u00e8s un pr\u00e9traitement par tamisage et microfiltration, des tests de nanofiltration et d\u2019osmose inverse (Tableau 1) ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s sur le pilote LabStakM20 (Alfa- Laval, Les Clayes sous Bois, France). Les r\u00e9sultats des pr\u00e9traitements retenus montrent un abattement minimum en DCO et MES respectivement de 28% et 93% (Fig. 1). La figure 1 compare, \u00e0 flux identique (entre 113 et 121 l.h-1m-2), les performances de diff\u00e9rentes membranes de nanofiltration. On constate que ce sont les membranes de seuil 150- 300 Da qui permettent d\u2019atteindre de meilleurs taux de r\u00e9tention en DCO et en sucres. La probl\u00e9matique du colmatage a \u00e9t\u00e9 appr\u00e9hend\u00e9e en calculant les perm\u00e9abilit\u00e9s \u00e0 l\u2019eau avant et apr\u00e8s filtration de l\u2019effluent (Tableau 1). Des analyses apr\u00e8s chaque \u00e9tape de traitement ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9es et permettent d\u2019effectuer des recommandations sur l\u2019utilisation de la nanofiltration et de l\u2019osmose inverse comme proc\u00e9d\u00e9s permettant le recyclage de l\u2019eau dans ce contexte. Notamment, les perm\u00e9ats de nanofiltration pr\u00e9sentent une teneur en mati\u00e8re organique tr\u00e8s sup\u00e9rieure \u00e0 celle de l\u2019eau potable, ce qui interdit leur r\u00e9utilisation \u00e0 l\u2019\u00e9tape du blanchiment, mais la rend possible aux \u00e9tapes amont de lavage, pelage ou d\u00e9coupe.<\/p>\nMOTS-CLES DU THEME<\/strong>
Recyclage, traitement de l\u2019eau.<\/p>\nMOTS-CLES LIBRES<\/strong>
Proc\u00e9d\u00e9s membranaires, industrie agro-alimentaire, \u00e9conomie circulaire.<\/p>\n <\/p>\n
TABLEAUX<\/strong><\/p>\nTableau 1. Perm\u00e9abilit\u00e9s avant et apr\u00e8s traitement pour diff\u00e9rentes membranes test\u00e9es<\/p>\n
[\/et_pb_text][et_pb_image src=\u00a0\u00bbhttps:\/\/minimeau.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/tableau-2.gif\u00a0\u00bb _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″][\/et_pb_image][et_pb_text _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″]<\/p>\n
FIGURES<\/strong><\/p>\n[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″][et_pb_column type=\u00a0\u00bb4_4″ _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″][et_pb_image src=\u00a0\u00bbhttps:\/\/minimeau.fr\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/figure-2.gif\u00a0\u00bb _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″][\/et_pb_image][et_pb_text _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″]Figure 1<\/strong>: Comparaison des taux de r\u00e9tention pour diff\u00e9rentes membranes de nanofiltration[\/et_pb_text][\/et_pb_column][\/et_pb_row][et_pb_row _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″][et_pb_column type=\u00a0\u00bb4_4″ _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″][et_pb_text _builder_version=\u00a0\u00bb3.26.6″ text_text_align=\u00a0\u00bbjustify\u00a0\u00bb]<\/p>\nReferences<\/strong><\/p>\n[1] K. Valta, K. Moustakas, A. Sotiropoulos, D. Malamis, and K. J. Haralambous, \u00ab\u00a0Adaptation measures for the food and beverage industry to the impact of climate change on water availability,\u00a0\u00bb (in English), Desalination and Water Treatment, Article; Proceedings Paper vol. 57, no. 5, pp. 2336- 2343, Jan 2016, doi: 10.1080\/19443994.2015.1049407.
\n[2] J. Klemes, R. Smith, and J. K. Kim, \u00ab\u00a0Handbook of water and energy management in food processing Preface,\u00a0\u00bb in Handbook of Water and Energy Management in Food Processing, J. Klemes, R. Smith, and J. K. Kim Eds., (Woodhead Publishing in Food Science Technology and Nutrition, no. 160). Cambridge: Woodhead Publ Ltd, 2008, pp. XXV-XXXVIII.<\/p>\n
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