équipement agricole échangeurs à plaques Une technologie efficace

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1 équipement agricole échangeurs à plaques Une technologie efficace

2 Le refroidissement du lait, une exigence de qualité Le refroidissement du lait est une étape déterminante pour la qualité du produit. Si la température n est pas adéquate ou si le refroidissement est trop lent, les bactéries peuvent proliférer et compromettre la salubrité du lait. En général, le réservoir à lait suffit à la tâche. Mais de nouvelles technologies complémentaires, dont les échangeurs à plaques, ont fait leur apparition, permettant un meilleur contrôle de la température du lait tout au long du trajet. Augmenter la qualité tout en réduisant la consommation d énergie L établissement de nouvelles normes pancanadiennes, définissant de nouvelles exigences, incite les producteurs de lait à opter pour ces améliorations technologiques. À l échangeur à plaques s ajoute le thermographe qui permet un meilleur suivi de la température. Cet appareil mesure et enregistre en continu les données de température du lait et déclenche une alarme lorsque les paramètres ne sont pas respectés, par exemple en cas de défectuosité d une pièce d équipement. Dans un marché en restructuration, où la concurrence s accroît sans cesse, les producteurs recherchent les solutions technologiques qui permettent d améliorer la qualité de leurs produits et d abaisser leur consommation d énergie. L installation d un échangeur à plaques s inscrit dans la poursuite de ces deux objectifs : amélioration de la qualité du lait et diminution de la facture énergétique. principales composantes d un échangeur à plaques Plaques refroidissantes en nombre et taille variables selon les modèles et fabricants 2 Plaque fixe sur laquelle les plaques refroidissantes sont appuyées 3 Plaque mobile qui compresse les plaques refroidissantes contre la plaque 2 4 Vis et boulons pour compresser la plaque 3 contre la plaque 2 5 Barres d acier sur lesquelles les plaques sont glissées et empilées

3 Un appareil simple, mais efficace L échangeur à plaques est un appareil qui permet un transfert de chaleur entre deux liquides ayant des températures différentes et ce, sans contact direct entre les liquides. Ce sont des plaques d acier inoxydable qui assurent le passage de la chaleur d un liquide à l autre. Dans ce cas-ci, le lait chaud transfère sa chaleur à l eau froide, qui tiédit. Évidemment, plus l eau est froide, plus elle pourra absorber de chaleur et plus le lait sera refroidi. L échangeur à plaques requiert évidemment une source d eau froide constante, c està-dire à l année longue. Cette eau peut être pompée d un puits, d un lac ou d une rivière, ou encore provenir de l aqueduc. Positionnement d un appareil de pré-refroidissement à l eau dans un système complet de lactation Puits Pompe à eau Autre (aqueduc, lac, rivière) Réservoir de lait froid Lait froid Eau froide Lait tiède Échangeur à plaques Lait chaud Eau tiède Système de traite des vaches (lactoduc) Réservoir d eau tiède En combinant l échangeur à plaques et le réservoir, on refroidit le lait en deux étapes. Ainsi, on obtient un refroidissement rapide sans toutefois brusquer le lait. En effet, le choc thermique tend à briser les molécules indispensables à sa qualité. D autre part, l échangeur à plaques fait en sorte que le compresseur du réservoir est moins sollicité, d où l économie d énergie. Principe de fonctionnement d un échangeur à plaques Lait chaud Entrée Sortie Lait tiède Dans les faits, le lait entre dans l échangeur à une température d environ 35 C (95 F). Si l eau froide est à 12 C (54 F), la température du lait descendra à environ 15 C (59 F), tandis que la température de l eau montera à 20 C (68 F). L échangeur à plaques ne comporte ni pièce mobile ni composante électrique. Il est disponible en plusieurs formats adaptés à la quantité de lait à refroidir. Eau tiède Sortie Transfert de chaleur Entrée Changement de température entre l entrée et la sortie de l échangeur à plaques Eau froide C F Hypothèse : le lait entre à 35 C (95 F), l eau entre à 12 C (54 F) L eau utilisée pour refroidir le lait peut être récupérée et conservée dans un réservoir de plastique conçu à cet effet. Cette eau tiède pourra être utilisée pour abreuver les animaux ou pour nettoyer l équipement. Cette solution est préférable sur le plan environnemental. Réservoir d eau

4 Choisir le bon appareil De nombreux facteurs influencent la performance et la capacité de l échangeur, notamment la température de l eau, le débit des liquides et le nombre de plaques ainsi que leur forme et leur texture. C est pourquoi il est important de bien déterminer les besoins et de choisir l équipement le plus approprié en tenant compte de tous les paramètres. Par exemple, la température de l eau froide à l entrée de l échangeur variera selon la source utilisée. Un puits artésien est préférable parce que l eau est généralement plus froide durant toute l année. Si l eau provient d un lac ou de l aqueduc, sa température variera selon les saisons. Il faut aussi considérer le débit de lait par traite, le nombre de litres d eau par minute et la pression de l eau. Enfin, il faut considérer sérieusement les échangeurs à plaques à plusieurs passages. Dans ces modèles, les liquides font deux, ou même trois passages dans l appareil, ce qui le rend plus performant. Au Québec, la tendance est à l installation d échangeurs à double passage et c est ce que recommande le programme d Hydro-Québec. Configuration «deux passages/un réfrigérant» D autres composantes peuvent venir s ajouter à l échangeur, comme une pompe à lait à débit variable pour remplacer la pompe à débit fixe. Entrée du réfrigérant Sortie du réfrigérant Certaines installations comportent un récupérateur de chaleur jumelé au condenseur du réservoir à lait. Il s agit là d une mesure d efficacité énergétique. Dans un tel cas, l ajout d un échangeur à plaques aura pour effet de diminuer le temps de fonctionnement du système de refroidissement du réservoir et donc la quantité de chaleur récupérable. Le producteur devra donc établir le bilan énergétique de son installation et choisir la configuration la mieux adaptée. Parmi les choix de produits offerts, certains modèles utilisent le glycol comme liquide refroidisseur à la place de l eau. Au Québec, toutefois, l utilisation de l eau est la méthode la plus accessible et la plus répandue. Les appareils qui utilisent le glycol pur ne sont pas admissibles au programme d Hydro-Québec. Entrée du lait Sortie du lait Il est important de faire appel à un partenaire du programme pour faire les bons choix et établir le dimensionnement requis en fonction des installations existantes. Les partenaires du programme Produits efficaces Équipement agricole sont en mesure de fournir ces conseils. Combien coûte un échangeur à plaques? Le coût d achat de l appareil se situe entre $ et $ selon les modèles et les fabricants. À cela, vous devez ajouter des frais d installation d environ $. Bien sûr, plusieurs facteurs font varier le prix d achat : la capacité de traitement ; le nombre de plaques et leur taille ; les fluctuations du prix de l acier ; les matériaux utilisés au Québec, tous les modèles ont des plaques en acier inoxydable de type 316 pour garantir la salubrité et la durabilité. Pour les autres composantes (châssis, embouts, etc.), les matériaux peuvent varier. Les joints d étanchéité peuvent être collés ou enfichables (pour diminuer les coûts de réparation). Bref, il est important de bien choisir l appareil.

5 Des économies d énergie substantielles Réservoir à lait L installation d un échangeur à plaques peut générer des économies de l ordre de 35 à 55 % sur la consommation d énergie du compresseur du réservoir à lait. De plus, la durée de vie du compresseur s en trouve augmentée, puisque son temps de fonctionnement sera en général réduit de moitié. Au Québec, pour un troupeau de 55 vaches en lactation et un tarif d électricité de 0,07 $/kwh, un échangeur à plaques entraînera une économie d énergie annuelle de près de 200 $, ce qui permet de récupérer l investissement initial en 20 ans, sans la remise d Hydro- Québec. Dans ces conditions, l investissement pourrait difficilement se justifier sur la seule base des économies potentielles. Cependant, la remise accordée par Hydro-Québec dans le cadre du programme Produits efficaces Équipement agricole rend cet investissement plus intéressant et ramène la période de retour sur investissement (PRI avec remise) à moins de cinq ans. Bien entendu, plus la quantité de lait sera importante à la ferme et plus l investissement sera récupéré rapidement. En plus des économies d énergie générées, l échangeur à plaques offre un avantage certain sur le plan de la qualité du lait, un critère à considérer dans votre décision d investissement. MONTANT DE LA REMISE Produit efficace Remise Échangeur à plaques $* * Le montant de la remise tient compte des coûts d achat et d installation de l échangeur à plaques Entretien d un échangeur à plaques Les échangeurs à plaques ne comportent aucune pièce mobile, ce qui simplifie leur entretien. Cependant, ils doivent être nettoyés selon les consignes émises par le fabricant, en même temps que le lactoduc, en utilisant de l eau très chaude et des détergents et en assurant un rinçage en profondeur. Il faut aussi suivre les directives du fabricant concernant le remplacement périodique des filtres. Les fabricants ne recommandent pas de démonter l échangeur à moins qu il y ait des fuites, auquel cas il est préférable de confier le travail à un technicien spécialisé. Le seul coût d exploitation supplémentaire généré par l échangeur à plaques est le changement plus fréquent du filtre à lait. En effet, il faut changer le filtre avant la traite, mais aussi avant le rinçage, ce qui représente deux filtres par traite plutôt qu un seul. Cette mesure vise à éviter que des particules de litière ou d autres impuretés ne viennent nuire au fonctionnement de l échangeur. Une remise à l achat d un échangeur à plaques Dans le cadre du programme Produits efficaces Équipement agricole, Hydro-Québec offre une remise de $ à l achat d un échangeur à plaques. Les modèles admissibles figurent dans le répertoire des produits admissibles disponible dans le site Web d Hydro-Québec. Hydro-Québec a établi des critères de performances pour les échangeurs à plaques. Tous les produits admissibles à la remise à l achat doivent se conformer aux exigences techniques et de performance énergétique. Exigences techniques : Plaques en acier inoxydable alliage 316 Refroidissement à l eau (et non au glycol) Conception à double ou à triple passage de l eau de refroidissement Exigence de performance énergétique : La température du lait à la sortie de l échangeur devra avoir été abaissée d au moins 15 C (27 F). Par souci de conservation de l eau, Hydro-Québec recommande un ratio eau/lait de 1:1, sauf si toute l eau est récupérée pour l abreuvement. De plus, l appareil installé doit être neuf. Les modèles admissibles n incluent pas de modèles à circuit fermé fonctionnant à l eau glacée.

6 Renseignez-vous! Pour en savoir plus sur les échangeurs à plaques, la remise offerte et les modalités applicables, consultez un distributeur participant au programme Produits efficaces Équipement agricole ou visitez le site Web d Hydro-Québec au L efficacité énergétique, un choix d affaires rentable et responsable Hydro-Québec Réalisé par la direction principale Communications pour la direction Efficacité énergétique 2007G955F Janvier 2008