En industrie de transformation laitière, 6.3 litres d’eau potable sont en moyenne nécessaires pour traiter 1 litre de lait. Au Québec cela correspond à l’utilisation de 13,6 millions de m³ d’eau par année pour le secteur de la transformation laitière soit 160,000 m³ d’eau en moyenne par usine. Cette consommation pourrait cependant être considérablement réduite si l’eau, principal constituant du lait (teneur moyenne de 88%), était valorisée à diverses fins dans les usines de transformation (eau potable, vapeur alimentaire, eau de rinçage, préparation de solution lavage). Il est connu que l’osmose inverse (OI) permet d’extraire une partie de l’eau des fluides laitiers. Des traitements physiques ou chimiques additionnels sont cependant nécessaires pour contrôler les qualités physico-chimiques et microbiologiques de l’eau en fonction des usages prévus en usine, mais également afin de se conformer aux exigences règlementaires. Ainsi, le présent projet visait à identifier les conditions de concentration par OI des fluides laitiers (lait, lactosérum, perméat d’ultrafiltration) qui permettent de générer différentes eaux de procédé tout en minimisant la consommation énergétique. Nos travaux visaient également à générer des données technico-économiques relativement à la production en interne d’eaux des procédés à partir de fluides laitiers convnetionnels en industrie soient le lait, le perméat d’ultrafiltration et le lactosérum issu de transformation fromagère. Les données expérimentales générées ont permis de démontrer que l’OI seule n’était pas suffisante pour générer de l’eau de procédé avec une conductivité acceptable pour la réutilisation, à savoir inférieure à 10μS/cm. Combiné au procédé de polissage, le processus de récupération d’eau atteint en revanche des performances de réduction de la conductivité supérieure à 99,9%. Sur l’ensemble des résultats générés, le scénario du perméat d’UF présentait les meilleures performances opératoires et économiques dans le cadre de l’étude pilote. En effet, du point de vue des performances générales de filtration, les flux de perméation, les besoins énergétiques et les coûts d’opération sont notamment dépendants de la complexité en matière de composition du fluide considéré. Le choix du fluide à partir duquel la récupération d’eau se fait doit cependant prendre en compte l’ensemble du procédé de transformation du lait afin d’améliorer au mieux l’éco-efficience des usines. / The processing of 1 liter of milk requires 6.3 liters of drinking water. As a consequence, in Quebec the dairy industry uses on average 13.6 million m³ of water per year, about 160,000 m³ of water per plant. As the milk contains mostly water (88%), drinking water consumption could be reduced if the cow water was valued in dairies, for instance reused as process water (as drinking water, heat transfer vector, rinsing, washing). Indeed most of the water contained in milk can be extracted by reverse osmosis (RO) processing. Depending on its final utilization, physical or chemical treatments are required to ensure the microbiological and chemical safety of the water, then to meet the quality requirements for the water reclaimed from milk. In this way, our project aimed at identifying the optimal conditions for concentration of dairy fluids (milk, whey, UF permeate) by RO to produce high-potential water for several purposes in the plant and minimize the energy use. Our work intent was also to generate technical and economic data relating to the processing of cow water. Experimental datas showed that a single RO step was not sufficient to produce process water winth an accepatable conductivity for reuse (<10μS/cm). However RO/polishing steps allowed to reach a 99.9% reduction of conductivity in the water produced. UF permeate sequence reached the best operating and economic performances at pilot scale. Indeed, overall filtration performances as permeation flux, energetic consumption and economic cost depended on the composition of the different fluids. The reclaiming and recycling water process from dairy fluids must take into account the overal dairy processing to improve the eco-efficiency in dairy plants.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/38130 |
| Date | 15 February 2020 |
| Creators | Bouyer, Amandine |
| Contributors | Doyen, Alain, Pouliot, Yves |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xiii, 71 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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