Nettoyage : la soude "souillée" et régénérée par microfiltration, plus efficace que la soude "propre"

L’augmentation de la taxe sur les rejets et la sévérité de la réglementation sur les normes de rejet, la mise en décharge (2002) et l’épandage (2004), pèsent lourdement sur l’industrie laitière. Pourtant la plupart des opérations de nettoyage des équipements alimentaires sont encore la plupart du temps conduites de manière empirique, avec par exemple un renouvellement de principe hebdomadaire des solutions de nettoyage. Elles conduisent à une surconsommation d’eau et de produits chimiques, majoritairement de la soude (environ 120 tonnes par an pour une usine produisant 1 million de litres de lait par jour).

Quels que soient le système de nettoyage-en-place et le type d’atelier considérés, lors des utilisations successives des solutions de soude industrielles, l’augmentation de la concentration en pollution (demande chimique en oxygène, DCO) des solutions s’accompagne d’une diminution rapide de la tension superficielle. Ces faibles valeurs, semblables à celles des solutions détergentes commerciales, résultent de la saponification de la matière grasse en savons d’acides gras et de l’hydrolyse des protéines en peptides et acides aminés.

Les chercheurs ont montré que l’abaissement de la tension superficielle des solutions conjuguée à l’absence de matières en suspension exerce une action positive sur le nettoyage de membrane de filtration: l'action des solutions régénérées est aussi efficace que celle d’un détergent alcalin du commerce, reconnu plus efficace que la soude "propre". Parmi les opérations d’épuration (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration), la microfiltration tangentielle s’est révélée la plus efficace pour éliminer les matières en suspension, y compris économiquement, avec des temps de retour sur investissement inférieurs à deux ans. La microfiltration génère cependant un niveau élevé de DCO soluble, dont l’impact reste à quantifier. Si la DCO des solutions régénérées atteint des valeurs trop importantes (viscosité, précipitation des composés…), il faudrait choisir l’ultrafiltration ou éventuellement la nanofiltration, qui retient cependant quelques tensio-actifs et donc conduit à une augmentation de la tension superficielle des solutions régénérées.

Ces résultats offrent des perspectives de retombées économiques importantes pour le nettoyage des installations industrielles en acier inoxydable. La détermination des limites de la régénération des solutions de soude sur plusieurs semaines (effet de la DCO, développement bactérien…) reste à établir par les industriels eux-mêmes pour chiffrer exactement le gain en quantité de produit, eau et énergie.
Ce travail ouvre également la voie à une réflexion générale sur le nettoyage des équipements à membrane et la formulation de solutions détergentes.

• Alvarez, N., Gésan-Guiziou, G., Daufin, G. Int Dairy J., 17 (2007) 403-411

• Gésan-Guiziou, G., Alvarez, N., Daufin, G. Sep. Purif Technol., 54 (2007) 329-339

Rédacteur :  Délégation au Partenariat avec les Entreprises
Rubrique :  Laboratoires - résultats de recherche
Date de création : 30 Avril 2008
Date de dernière mise à jour : 14 Mai 2008