L’évolution des évaporateurs : de la tradition à l’hybride

S’il y a un fil conducteur qui guide toute l’histoire du groupe CFT, c’est certainement le traitement des tomates. Toujours leader dans ce secteur, CFT a développé des lignes de concentration complètes et entièrement automatisées pour la production de concentrés et de semi-concentrés de tomates « Cold Break » et « Hot Break ».

Ce n’est donc pas un hasard si l’histoire du groupe est profondément liée à la naissance et à l’évolution des évaporateurs. À partir de la conception du premier évaporateur de Rossi & Catelli, breveté en 1957, une large gamme de technologies d’évaporation utilisées dans tous les secteurs de l’industrie alimentaire, en particulier l’industrie de la tomate, où il est nécessaire d’éliminer l’eau de la matière première pour garantir un produit final avec des valeurs de concentration élevées, a été conçue et fabriquée au fil des ans.

Pour garantir une efficacité énergétique maximale, une flexibilité de production et une excellente conservation des caractéristiques organoleptiques du produit traité, CFT a récemment étudié plusieurs solutions « d’évaporation hybride », qui confirment son engagement dans la recherche constante d’innovation.

Il s’agit d’une avancée majeure dans l’histoire de l’évaporation, qui n’aurait pu avoir lieu sans les étapes qui l’ont précédée : de l’évaporateur traditionnel Venus à l’évaporateur plus récent Mixflow.

L’évaporateur Venus

L’évaporateur Venus est un évaporateur traditionnel à triple effet dont la technologie repose sur le principe de la circulation forcée du produit vers le bas et sur le positionnement de l’échangeur de chaleur directement au-dessus de la chambre d’expansion.

Grâce à ses caractéristiques structurelles, la température moyenne de circulation du produit est minimisée, ce qui garantit des valeurs élevées de couleur et de consistance.  L’évaporateur Venus est donc le meilleur évaporateur pour la production de concentrés de tomates à viscosité élevée.

Le pré-évaporateur Apollo MVR

2003 voit le lancement du système Apollo MVR (Mechanical Vapour Recompression), un évaporateur à flux descendant : il s’agit de la première technologie MVR appliquée à la concentration des tomates, qui permet d’économiser jusqu’à 98 % de vapeur grâce à la recompression mécanique des vapeurs acides.

Cet évaporateur peut extraire de 10 t/h à 80 t/h d’eau évaporée, garantissant une fiabilité maximale et un traitement en douceur du produit. En effet, grâce aux temps de résidence réduits et au ΔT minimal entre les vapeurs de chauffage et le produit, il est en mesure de préserver au mieux les caractéristiques organoleptiques de la matière première traitée. L’évaporateur Apollo MVR permet ainsi de réduire considérablement les coûts d’exploitation et d’améliorer sensiblement la qualité et la capacité de production.

L’évaporateur Mixflow MVR

L’évaporateur Mixflow, appartenant à la dernière série d’évaporateurs conçus et fabriqués par CFT, est une unité de concentration adaptée à l’évaporation par circulation mixte. Il peut être conçu en combinaison avec plusieurs configurations à multiples effets : le double effet est largement utilisé pour les purées de fruits concentrées, tandis que le triple effet est la version la plus courante.

Une nouvelle solution : l’évaporateur hybride

Après avoir analysé les caractéristiques particulières des différents évaporateurs CFT, il convient de se pencher sur leur flexibilité d’utilisation, notamment en combinaison. La combinaison de ces technologies peut en fait être déterminante pour fractionner le processus d’évaporation afin d’obtenir des produits à viscosité élevée, très concentrés et pulpeux de la manière la plus appropriée. En outre, une solution hybride qui utilise les points forts des différentes technologies offre des avantages significatifs en termes d’efficacité énergétique.

L’évaporateur hybride : Apollo MVR – Mixflow MVR – Venus

L’évaporateur hybride par excellence est celui qui permet une utilisation combinée d’Apollo MVR, de Mixflow MVR et de Venus. Les trois éléments de cette combinaison peuvent être résumés comme suit :

• L’évaporateur Apollo MVR est idéal pour la phase de préconcentration (5° à 8-10° Bx), en préservant la couleur et la saveur du produit ;
• L’évaporateur Mixflow peut transformer le produit en le portant à une concentration plus élevée (jusqu’à 15-16° Bx) ;
• Enfin, la dernière phase de concentration se fait grâce à l’évaporateur Venus, le seul évaporateur capable d’amener la tomate à la concentration maximale requise.

Les avantages

1. Efficacité énergétique

Par rapport à l’utilisation de Venus seul, la technologie MVR est applicable jusqu’à une concentration maximale d’environ 16° Bx, ce qui correspond à près de 83 % d’eau évaporée totale, et permet de réduire considérablement la courbe de vapeur consommée.

L’efficacité de Venus, utilisé seul, est en effet nettement inférieure à la combinaison des trois technologies considérées. L’évaporateur traditionnel a un rendement de 1:3, qui représente la quantité de vapeur nécessaire (1 kg) pour évaporer 3 kg d’eau. La solution d’évaporation hybride, quant à elle, atteint un taux d’efficacité de plus de 1:10, ce qui signifie que 1 kg de vapeur permet d’évaporer environ 10 kg d’eau. Cette économie de vapeur se traduit par une diminution drastique de la consommation de gaz.

Graphiques 1-2. Consommation de vapeur de la chaudière : Évaporateur standard vs hybride

Bien que la technologie MVR puisse nécessiter davantage d’électricité (en cas d’utilisation d’un compresseur alimenté par un moteur électrique), l’évaporateur hybride reste une solution nettement plus efficace sur le plan énergétique.

Graphiques 3-4. Efficacité énergétique : Évaporateur standard vs hybride

2. Avantages fiscaux et environnementaux

La décision de renforcer les capacités du système grâce à un évaporateur hybride s’accompagne d’autres avantages implicites importants. Dans un monde qui prône la durabilité dans tous les secteurs, les avantages, non seulement environnementaux mais aussi économiques, d’une production respectueuse de la planète doivent être pris en compte. Il existe en effet des primes gouvernementales qui soutiennent et récompensent les entreprises qui prennent des mesures pour réduire les émissions de gaz à effet de serre mais aussi des pénalités, comme la taxe carbone, qui pénalisent celles qui ne respectent pas l’environnement.

3. Coûts d’exploitation réduits

La nature et la complexité de l’évaporateur hybride entraînent un investissement initial nécessairement plus élevé que l’installation d’un évaporateur à triple effet. Toutefois, cette différence dans l’investissement initial est récupérée en moins de quatre ans grâce à la réduction des coûts de fonctionnement du système hybride. Dans le cas de l’évaporateur traditionnel, en revanche, les dépenses d’exploitation augmentent de manière exponentielle au fil des ans, plus rapidement que celles liées au fonctionnement de la solution Apollo MVR – Mixflow MVR – Venus.

Graphique 5. Coûts d’investissement et d’exploitation : Évaporateur standard vs hybride

Autres combinaisons

Les trois technologies de concentration par évaporation considérées, une fois installées, peuvent être combinées comme illustré dans les paragraphes précédents pour obtenir un produit hautement concentré. Il est également possible de varier les combinaisons, en utilisant ces technologies individuellement ou par paires, afin d’obtenir des produits présentant différents degrés de concentration, tels que la purée ou la sauce de tomates.

Roberto Montani – Primary Process Manager

Gabriele Botti – Product Specialist