Eau sur mesure pour l industrie alimentaire Jean Pierre Bas Process development manager jp.bas@spawater.com 0032 (0) 87794254
Structure de l exposé Principes de classification Prétraitements de l eau Traitements de l eau Conclusion
Classification des usages de l eau dans l industrie alimentaire Pas de contact avec les aliments Contact avec les aliments ou l emballage Eau comme produit fini Eau pour des usages spécifiques
Composition de l eau Composition minérale Composés organiques inertes Microbiologie viable
Classification des traitements Axe usage de l eau: contact ou non avec aliment, usage spécifique Axe composition mineral/organique
Prétraitements de l eau Modification de ph avec CO2 Avec additifs Modification du potentiel rédox avec O2 Avec additifs (oxydants puissants) Modification des charges électriques sur les solides = coagulation/ floculation redox partic
Effet du ph sur l élimination de composants Exemple de l action d un oxyde d alumine OH OH OH OH OH OH AL +2 AL +1 Acidification Al 0 Alcalinisation Al -1 Al -2 OH OH 2 OH OH Un ph acide favorise la rétention d un composant chargé négatif Un ph alcalin favorise la rétention d un composé chargé positif
Conséquences du prétraitement de l eau Changement de la composition de l eau Si des gaz sont utilisés (CO2,O2) Changement significatif de la composition de l eau Danger d effets collatéraux Precipitation Corrosion contaminants
Décantation et flottation Décantation Vitesse de 0,5 à 2,0 m.h -1 Décantation lamellaire Flottation Vitesse de 5 à 10 m.h -1
Filtration Filtration sur lit granulaire avec pouvoir de coupure de 5µm Vitesse de 5 à 20 m.h -1 Regeneration par contrelavage Possibilité de média multicouches Filtration sur cartouches Vitesse de 1 m.h -1 Système souvent jetable Possibilité de stérilisation et de filtration stérilisante
Classification des traitements Axe usage de l eau: contact ou non avec aliment, usage spécifique Eau intacte Décantation/flotta tion Filtration Pas de changement de composition Axe composition mineral/organique
Adsorption Le média est choisi en fonction des caractéristiques de l élément à retirer. Adsorpion sur oxydes Adsorption sur charbon activé
Principe du traitement par adsorption Treatment Backwash/regeneration Used backwash water Well Well water tank (Alternative backwash) Media Waste chemical Disposal Chemical delivery Chemical storage Backwash Waste Product water tank Filler
Principes de la réaction Première étape: adsorption sélective rapide sur les sites en surface Deuxième étape: oxydation catalytique lente Vitesse de filtration de 5 à 20 m.h -1 Régénération: Naturelle Avec base/acide Avec oxydants
Détail de la première étape Média avec structure instables autogénérées Média dopant Média adsorbant pur
Cas de l alumine (F - ) Règles de fonctionnement et de régénération Teneur [Al tot ] Anion (fluor,aso3) (solide) Al Cation (Mn,Fe) adsorption ph
Adsorption sur charbon actif Adsorption sur oxydes principalement pour des minéraux Adsorption sur charbon actif pour composés organiques Vitesse de filtration: 20 m.h -1 Régénération par traitement thermique Charbon activé aussi utilisé pour la neutralisation des oxydants
Classification des traitements Axe usage de l eau: contact ou non avec aliment, usage spécifique Eau intacte Décantation/flotta tion Filtration Eau saine Adsorption sur oxydes Adsorption sur charbon * Désinfection Eau potable Ajustements «de transport» Changement de la composition d eau Axe composition mineral/organique
Desinfection Desinfection is the last step of water preparation when : all toxic elements have been removed all potentially reactive element with oxidants have been removed (TOC< 3 mg/l) Choice of desinfectant without additive (UV, pulse light) chlorine and derivates More expansive such as ozone and ClO2
Ion exchange Change of water composition No conductivity change Exchange of elements with the same electric charge Softening: exchange of Ca ++, Mg ++ with 2 Na + Denitratation: exchange of NO 3- with Cl - Regeneration with high concentration solution
Classification des traitements Axe usage de l eau: contact ou non avec aliment, usage spécifique Eau intacte Eau saine Eau potable Usage spécifique Décantation/flotta tion Adsorption sur oxydes Ajustements «de transport» Echange ionique Filtration Adsorption sur charbon * Désinfection Changement de la composition d eau Axe composition mineral/organique
Different types of membrane filtration
Osmose inverse
Difference with other techniques Advantage Liquid waste Reduction of treatment steps Open the way to water reuse Desavantage Energy consumption fooling
Classification des traitements Axe usage de l eau: contact ou non avec aliment, usage spécifique Eau intacte Eau saine Eau potable Décantation/flotta Techniques membranaires: Adsorption sur tion oxydes Micro,ultra, nano et osmose inverse Filtration Adsorption sur charbon * Ajustements «de transport» Désinfection Axe composition mineral/organique
Classification des traitements Axe usage de l eau: contact ou non avec aliment, usage spécifique Eau intacte Eau saine Eau potable Usage spécifique Décantation/flotta tion Adsorption sur oxydes Ajustements «de transport» Echange ionique Filtration Adsorption sur charbon * Désinfection Nettoyage sol Eau de rinçage Eau de distribution Eau de Eau embouteillée Eau de conditionnement Eau ingrédient chaudière refroidissement electronique Axe composition mineral/organique
Merci de votre attention
Example of an Eh-Ph diagram for a manganese oxyhydroxide 2 1,6 Eh en Volt 1,2 0,8 0,4 0-0,4 Précipitation zone of the oxyhydroxide Stability zone of dissolved Mn ++ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ph de l'eau à traiter zone border zone border
Les éléments positifs (cations) seront adsorbés en conditions alcalines
Les éléments négatifs (anions) seront adsorbés en conditions acides %adsorbé 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0-2 -3 F - SO 4 AsO 4 0 2 4 6 8 10 12 14 ph