Comment réduire l’impact carbone de la production de boissons sans alcool dans un contexte d'investissement serré

Les consommateurs d'aujourd'hui exigent des solutions émettant peu de carbone et générant peu de déchets. Mais comment les producteurs de boissons sans alcool, confrontés à des marges serrées et à une concurrence rude, peuvent-ils réduire leur consommation d'énergie et produire plus en consommant moins. Voici comment résoudre ce problème en apparence insoluble… et réduire vos coûts par la même occasion.

Le développement durable est un impératif stratégique dans tous les domaines de la production alimentaire, y compris les boissons. Le défi pour les producteurs est de réduire leur consommation d'énergie et leurs déchets tout en préservant leurs marges bénéficiaires et en restant compétitifs. Cela est désormais possible grâce à de nouvelles solutions innovantes.

Boisson sans alcool sur une pierre recouverte de mousse

Réduisez vos coûts énergétiques grâce au mélange intelligent

Si vous cherchez à réaliser des économies d'énergie dans la préparation de vos boissons sans alcool, le premier processus sur lequel vous devez vous pencher est le mélange. Choisir la bonne technologie peut faire une énorme différence en termes de coûts d'exploitation et d'efficience de la production.

Ici, le choix le plus judicieux est celui d'un mélangeur à jet radial, ou RJM, qui mélange les ingrédients plus rapidement et de manière moins gourmande en énergie que les solutions conventionnelles. En effet, le RJM mélange les produits par turbulence, contrairement aux mélangeurs traditionnels qui reposent sur une technologie axiale et des agitateurs mécaniques.

« Le tourbillon créé par un jet axial génère un champ de mélange asymétrique, entraînant tout le produit dans la même direction et réduisant ainsi l'efficacité du mélange », explique Thomas Eggler, directeur de l'ingénierie de conception chez Tetra Pak.

« Un mélangeur à jet radial ne requiert aucune force mécanique, mais profite des turbulences propres au liquide pour se mélanger. Cela permet d'éviter les frictions, de garantir un mélange homogène, et ce, avec une vitesse sans pareille : quatre à six fois plus rapide que les solutions conventionnelles. »

En effet, un RJM mélange une boisson standard en 2 à 6 minutes à partir de l'ajout du dernier ingrédient, contre 20 minutes pour un mélangeur traditionnel. Équiper un RJM avec une buse à deux étages plutôt qu'une buse standard à un étage rend le processus de mélange encore plus efficace et réduit de moitié la consommation d'énergie globale.

« Ce mode de mélange consomme à peine la moitié de l'énergie utilisée dans une usine de boissons sans alcool. Réduire de 50 % la consommation électrique du mélange représente donc un énorme avantage en termes de coûts et d'empreinte carbone », explique M. Eggler.

Économisez de l'énergie même lors du mélange d'ingrédients visqueux

Le mélange d'ingrédients très visqueux tels que les gommes et certains épaississants et stabilisants est traditionnellement effectué à l'aide d'une pompe à cisaillement élevé.

Les pompes à cisaillement élevé requièrent une force importante pour dissoudre les ingrédients les plus difficiles à traiter, elles consomment donc beaucoup d'énergie. Les nouvelles technologies permettent désormais de mélanger des ingrédients très visqueux tout en garantissant une faible consommation d'énergie.

Cela est possible grâce à un dispositif de mélange automatique (AMD) : une petite unité connectée à un mélangeur à jet radial qui utilise la force de cisaillement pour briser les petites formations de poudre que l'on retrouve généralement dans les gommes et ingrédients semblables.

Avec un AMD et un RJM, il n'est plus nécessaire d'installer une pompe à cisaillement élevé, pouvant coûter jusqu'à cinq fois plus cher que l'option AMD, explique Thomas Eggler.

« Utiliser un AMD au lieu d'une pompe à cisaillement élevé permet de réduire sa consommation d'énergie d'environ 60 %.* Dans une situation de production standard, nous estimons que l'AMD peut vous faire économiser 9 800 € par an sur vos coûts en électricité et réduire votre empreinte carbone à hauteur d'environ 48 000 tonnes de CO2. »

Récupérez les résidus de poudre et réduisez vos pertes de produit

La poussière est un problème permanent lorsque vous traitez des poudres d'ingrédients secs. En plus de représenter un danger professionnel, c'est également une source de gaspillage de produits pouvant s'avérer onéreuse.

La poudre qui s'échappe dans l'air pendant le mélange de boissons est généralement piégée dans un filtre d'extraction, puis éliminée. Mais il existe une technologie permettant de la récupérer et de la réutiliser.

Avec un système d'extraction et de récupération, il est possible d'aspirer les résidus de poudre de la trémie d'alimentation et de la laver avec de l'eau dans un réservoir, où elle est ensuite récupérée puis renvoyée dans le processus de mélange.

« Un système d'extraction de poussière aussi efficace que le nôtre aspire environ 0,8 % de la poudre. Si l'on considère le prix moyen de la poudre, cela représente en moyenne 21 500 euros sur une année », explique Thomas Eggler.

Réduisez votre besoin en cuves grâce à un mélangeur plus rapide

Enfin, choisir le bon mélangeur vous permet également de réduire le nombre de cuves de stockage nécessaires dans votre ligne de préparation. Nous avons déjà vu qu'un mélangeur à jet radial mélange beaucoup plus rapidement qu'un mélangeur avec agitateur mécanique classique. La vitesse supérieure du RJM vous permet de travailler avec une seule cuve de stockage au lieu de deux, comme cela est souvent le cas.

Comment est-ce possible ? Pendant la production, une cuve de 20 000 litres se vide en 1 heure et 40 minutes (en supposant une vitesse de ligne de 12 000 litres par heure). En parallèle, il faut deux heures pour préparer une seconde cuve de mélange équipée d'un agitateur mécanique. Par conséquent, la cuve de stockage est vide avant que la cuve de mélange de remplacement soit prête. Ainsi, une deuxième cuve de stockage est nécessaire pour assurer une production continue.

Un RJM vous permet de préparer une nouvelle cuve de mélange en 1 heure et 30 minutes. Comme cette durée est inférieure à 1 heure et 40 minutes (durée nécessaire à une cuve de 20 000 litres pour se vider), il n'est pas nécessaire d'avoir une troisième cuve. Vous réalisez donc des économies, au plus grand bonheur de votre chiffre d'affaires… mais aussi de l'environnement.

Utilisez moins d'eau et de détergent pendant le nettoyage

Le fait d'avoir une cuve de moins dans votre système minimise le nettoyage en place (NEP) nécessaire, permettant ainsi de réaliser plus d'économies. Utiliser un mélangeur qui évite les éclaboussures réduit encore davantage la consommation d'eau et l'usage de détergents.

La meilleure option consiste donc à utiliser un injecteur horizontal avec un mélangeur à jet radial. Cette combinaison permet d'introduire vos ingrédients directement dans le mélange, sous la surface. Contrairement aux solutions conventionnelles, qui provoquent des éclaboussures et laissent des résidus, cette solution permet un processus plus propre qui demande moins d'opérations de nettoyage.

Pour plus d'efficacité, un mélangeur à jet radial peut être équipé d'une buse à double étage. Recommandées pour le mélange d'ingrédients très visqueux ou flottants, les buses à double étage offrent la possibilité d'effectuer le NEP de gros volumes avec la buse supérieure.

« Il s'agit d'un moyen très efficace d'éliminer les agglomérats collants, tels que les pâtes ou les concentrés, et, là encore, de gagner du temps », explique Thomas Eggler.

Selon nos données, un mélangeur à jet radial équipé d'une buse à un ou deux étages permet de réduire de plus de 50 % la consommation de soude caustique dans une cuve de 25 000 litres et d'économiser 7 000 € par an, dans le cas d'une configuration de production standard.

 

* Système de préparation B de Tetra Pak avec pompe en ligne à cisaillement élevé de 59 kW et Système de préparation B de Tetra Pak avec dispositif de mélange automatique de 22 kW, tous deux fonctionnant 8 h/jour, 330 jours/an, à 0,1 €/kWh.

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