Innovation dans le Séchage par Atomisation : une Collaboration entre INRAE et Purecontrol

Dans l'industrie agroalimentaire, le séchage par atomisation est un procédé crucial pour la transformation de liquides en poudres solides. Ce processus permet d'améliorer la stabilité, le stockage et la conservation des produits. Cependant, il s'agit également d'un procédé très gourmand en énergie, représentant par exemple 25 % de la consommation énergétique dans l'industrie laitière. Afin d'optimiser ce procédé et de réduire son empreinte énergétique, Purecontrol a établi un partenariat avec l'Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE). Ensemble, ils ont intégré le logiciel SD2P (Spray Drying Determining Parameters) dans la solution Purecontrol pour un pilotage en temps réel, révolutionnant ainsi le séchage par atomisation dans plusieurs industries.

Le Procédé de Séchage par Atomisation : Une Approche Smart Industrie

Le séchage par atomisation consiste à pulvériser un liquide en fines gouttelettes dans une chambre de séchage. Ces gouttelettes sont ensuite séchées par un flux d'air chaud, formant des particules solides. Ce procédé est omniprésent dans diverses industries de transformation telles que : 

• Agroalimentaire : Utilisé pour produire des poudres de lait, jus de fruits, arômes et protéines. Par exemple, le lait en poudre est essentiel pour les préparations pour nourrissons et les produits laitiers transformés. Les arômes en poudre sont largement utilisés dans les recettes de l’industrie agroalimentaires. 
• Pharmaceutique : Crucial pour la fabrication de médicaments en poudre, facilitant le dosage et l'administration. Les poudres pharmaceutiques peuvent être reconstituées en solutions ou comprimées en comprimés.
• Chimie : Employé pour la production de poudres chimiques, tels que pigments, catalyseurs et détergents. Les pigments en poudre sont utilisés dans les peintures et encres, tandis que les catalyseurs en poudre sont essentiels dans les processus industriels.
• Biotechnologie : Utilisé pour le séchage de produits biologiques sensibles comme les enzymes et probiotiques, conservant ainsi leur activité biologique et offrant une durée de conservation prolongée.

Les principaux avantages du séchage par atomisation incluent une grande capacité de production, la possibilité de manipuler des produits thermosensibles et la production de poudres avec des caractéristiques spécifiques (taille des particules, densité, etc.). Cependant, ce procédé est également très énergivore, nécessitant une optimisation continue pour améliorer l'efficacité énergétique et réduire les coûts.

Le Logiciel SD2P, outil révolutionnaire pour la maitrise du procédé de séchage 

Développé par Pierre Schuck et Romain Jeantet au laboratoire STLO (Sciences et Technologies du Lait et de l’Œuf) d’INRAE à Rennes, le logiciel SD2P (Spray Drying Determining Parameters) est un outil puissant permettant de déterminer les paramètres clés du séchage par atomisation (pulvérisation). Il prend en compte les interactions complexes inhérentes au processus pour offrir une optimisation basée sur des données théoriques.

Pour définir les paramètres optimums de séchage d’un produit, la solution SD2P inclut une étape analytique préliminaire de séchage par désorption pour déterminer la quantité d’eau évaporable du produit. En traitant ces résultats, le logiciel génère un graphe visualisant la cinétique de séchage au cours du temps, permettant ainsi d’optimiser les paramètres de séchage et de réduire drastiquement les coûts d’expérimentation en évitant le recours à des installations pilotes.

Le logiciel est adaptable à une large gamme de produits alimentaires et pharmaceutiques, ainsi qu'à des installations de séchage de capacités variables allant de 5 à 25 000 kg/h. Cette adaptabilité est confirmée par des tests de validation sur plus de 100 produits, démontrant la robustesse et la flexibilité de SD2P.

Une cascade de bénéfices sur la performance du séchage

Le logiciel SD2P améliore la fiabilité et la rapidité du développement de nouvelles formules en réduisant le temps nécessaire à ces développements. Il offre une compréhension approfondie des mécanismes de transfert d'eau et de la cinétique de séchage des produits, permettant une meilleure maîtrise des paramètres de séchage. En optimisant ces paramètres, SD2P aide à améliorer les rendements des installations, se rapprochant de la capacité d'évaporation théorique et augmentant ainsi la productivité.

En outre, le logiciel permet de mieux contrôler les coûts de séchage grâce à une prédiction précise des paramètres, évitant ainsi les pertes d'énergie. Cette optimisation se traduit par une amélioration significative de la qualité des poudres produites et de leur durée de vie. Utilisé également comme outil pédagogique, SD2P facilite la formation des opérateurs en offrant une compréhension pratique et approfondie des paramètres de séchage. Enfin, il mesure l'impact des paramètres clés d'interaction processus/produit, permettant une meilleure gestion et optimisation.

Adoption mondiale avec 36 licences déjà commercialisées 

Depuis son lancement en 2009, la solution a fait l’objet de 36 licences à travers le monde, a été principalement commercialisée auprès des industries laitières, où elle a permis d’améliorer la productivité de 5 à 25 % tout en réduisant jusqu’à 15% le coût énergétique du séchage. Aujourd'hui, plus de 10 % du volume mondial de lait en poudre est produit avec l'aide de ce logiciel. D'autres secteurs, tels que l'agroalimentaire et le pharmaceutique, montrent par ailleurs un intérêt croissant pour SD2P, cherchant à optimiser leurs propres processus de séchage par atomisation.

Désormais disponible avec le pilotage dynamique temps réel de Purecontrol pour une performance industrielle accrue

La collaboration entre Purecontrol et INRAE pour l'optimisation du séchage par atomisation représente une avancée majeure pour les industries de transformation. En intégrant le logiciel SD2P dans la solution Purecontrol, les industries peuvent désormais optimiser leurs processus en temps réel, poussant encore plus loin la réduction des coûts énergétiques, augmentant la productivité et améliorant la qualité des produits. Cette initiative s'inscrit parfaitement dans l'engagement de Purecontrol et de INRAE à promouvoir des solutions innovantes et durables pour l'industrie.