Faire éclater la mousse avec des ultrasons

Lors de la production technique de denrées alimentaires et de boissons ainsi que de produits chimiques fins, il arrive fréquemment que la formation de mousse indésirable se produise. Des exemples typiques de tels processus sont l'extraction d'alcool à partir de la purée lors de la production de schnaps, la pasteurisation du lait ou la fabrication de biodiesel. La mousse peut modifier de manière si importante les processus qui se déroulent dans les appareils que ceux-ci doivent être arrêtés. La formation de mousse indésirable entraîne de fortes pertes de pression et une réduction du débit des installations. De plus, cela conduit à une contamination des produits – l'efficacité de la séparation des substances diminue. Les conséquences financières de ce phénomène sont particulièrement importantes pour les petites et moyennes entreprises. Selon la taille de l'installation et le secteur, des pertes pouvant atteindre jusqu'à 100 000 euros par jour sont à prévoir.

Une équipe de recherche pluridisciplinaire, intitulée « Gestion physiquement basée des mousses perturbatrices dans les installations de production : prévention, inhibition et destruction », s'intéresse à la manière de supprimer cette formation de mousse afin d'éviter ces problèmes. Du côté de l'Université technique de Berlin, le département de biotechnologie alimentaire et de technique des procédés, dirigé par le Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh, ainsi que le département de dynamique et de fonctionnement des installations techniques, dirigé par le Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke, sont impliqués, ce dernier étant à l'origine de l'idée du projet. Le ministère fédéral de l'Économie et de l'Énergie (BMWi) finance le projet à hauteur de près de 2,8 millions d'euros jusqu'en 2021. À ce titre, un million d'euros sont versés à l'Université technique de Berlin.

L'objectif du projet est de développer des mesures basées sur la physique, pouvant être utilisées pour la prévention, l'inhibition et la destruction des mousses. Les mesures inhibitrices désignent celles qui, si leur élimination totale n'est pas possible, permettent au moins de réduire la formation de mousse. Parmi les outils prometteurs, l'utilisation d'ultrasons est particulièrement envisagée, permettant de stimuler et de détruire les bulles de mousse. En outre, l'emplacement précis de la formation de mousse sera étudié, ainsi que sa dépendance par rapport à des paramètres tels que la température et le matériau. Les chercheurs s'intéressent également à la possibilité de représenter et de simuler la formation de mousse dans des installations réelles sur ordinateur, ainsi qu'à la transférabilité des résultats à une échelle industrielle.

Le développement d'un outil de prévision pour l'industrie des procédés doit aider à évaluer le risque de formation de mousse indésirable dans l'installation de production. Si nécessaire, des mesures appropriées seront proposées. De cette manière, il pourrait à l'avenir être possible de réduire considérablement l'utilisation de produits chimiques désembouants, qui sont actuellement employés pour stopper la mousse. Cependant, ces produits présentent également des inconvénients. Outre leur coût d'achat, ils peuvent également réduire le transport des substances dans les installations. De plus, ils doivent être enlevés de manière coûteuse après utilisation, ce qui est particulièrement important dans l'industrie alimentaire.

Outre l'Université technique de Berlin, le projet implique la FAU Erlangen-Nürnberg (qui coordonne le groupe de recherche), l'Université technique de Brunswick et l'Université de Hohenheim. Il est également accompagné par plus de 40 entreprises du secteur de la chimie, des boissons et de l'alimentation, ainsi que par des représentants de la technique de mesure et de régulation.

Pour plus d'informations, n'hésitez pas à contacter :

Prof. Dr.-Ing. Cornelia Rauh
TU Berlin
Département de biotechnologie alimentaire et de technique des procédés
Tél. : 030/314-71250
E-mail : cornelia.rauh@tu-berlin.de

Prof. Dr.-Ing. Jens-Uwe Repke
TU Berlin
Département de dynamique et de fonctionnement des installations techniques
Tél. : 030/314-23893
E-mail : j.repke@tu-berlin.de