L’air comprimé dans la production industrielle de levure
De nombreux processus de la production industrielle de levure nécessitent de l'air à basse pression ou de l'air comprimé. La fermentation à grande échelle (le processus de culture) est l'un des plus critiques. À ce stade, les surpresseurs doivent aérer et agiter de manière fiable le mélange de levure afin d'obtenir des rendements optimaux. L'aération peut représenter jusqu'à 50 % de la consommation énergétique totale d'une usine de levure. La fiabilité et l'efficacité énergétique des surpresseurs n'en sont donc que plus importantes pour minimiser l'impact sur les coûts de production par tonne de levure.
Applications typiques de l'air comprimé dans la production industrielle de levure
Solutions d'air comprimé intelligentes KAESER utilisées dans la production industrielle de levure
Schéma de procédé en détail : L'air comprimé dans la production industrielle de levure
Fermentation à grande échelle
La fermentation à grande échelle (culture aérobie) est un processus vital pour la création de la levure nécessaire à l'industrie agroalimentaire, par exemple pour la production de pain. Du stade de la fermentation mère jusqu'au stade de la fermentation commerciale, l'air à basse pression est essentiel tout au long du processus de croissance des cellules de levure dans les cuves de fermentation à grande échelle.
Les surpresseurs sont utilisés pour aérer et agiter le mélange de levure à l'intérieur des cuves de fermentation. L'aération du mélange influence directement la croissance des cellules de levure en leur fournissant de l'oxygène. L'agitation du mélange garantit des conditions homogènes et améliore le transfert de masse des nutriments et de l'oxygène. La levure est généralement produite selon un procédé fed-batch (à alimentation discontinue). Cela signifie qu'après une phase de démarrage initiale, le substrat est introduit en continu dans le bioréacteur afin d'éviter une concentration de sucre trop élevée au début.
Cela signifie qu'après une phase de démarrage initiale, le substrat est introduit en continu dans le bioréacteur afin d'éviter une concentration de sucre trop élevée au début.
Des concentrations de sucre trop importantes inhiberaient la croissance des cellules de levure. En raison de l'apport continu de substrat, le volume du contenu du bioréacteur augmente constamment. Pour assurer une oxygénation constante, le système de surpresseurs doit donc s'adapter à cette situation en évolution permanente : augmenter la pression pour compenser le volume supérieur, et accroître le débit pour fournir une quantité suffisante d'oxygène afin d'alimenter un nombre croissant de cellules de levure. L'objectif de la fermentation est de maintenir les cellules de levure dans leur phase de croissance exponentielle. Le contrôle de la fermentation, avec un apport optimal en substrat et l'aération qui y est associée, est essentiel pour obtenir un résultat optimal de la production de levure.
Le surpresseur, en particulier, doit s'adapter instantanément aux paramètres de processus en constante évolution. Une aération insuffisante ou excessive peut altérer le produit, et il peut être coûteux en temps, en ressources et en énergie de devoir jeter le lot gâté, nettoyer les cuves de fermentation et redémarrer le processus de production.
Les besoins en aération de la fermentation à grande échelle représentent généralement l'un des postes de consommation d'énergie les plus importants d'une usine de production biotechnologique, comptant pour près de 50 % de la consommation énergétique totale du site. Une alimentation fiable et efficace en air à basse pression est donc non seulement cruciale pour le succès du processus aérobie, mais aussi pour la maîtrise de la consommation énergétique globale des surpresseurs d'aération.
KAESER travaille en étroite collaboration avec ses clients pour fournir des systèmes de surpresseurs haute performance garantissant des résultats de fermentation aérobie optimaux, une efficacité maximale et une faible consommation d'énergie. Pour atteindre des performances de pointe avec une station à plusieurs surpresseurs, le SIGMA AIR MANAGER 4.0 peut être intégré ; il ajuste dynamiquement le fonctionnement des surpresseurs en fonction des demandes de débit et de pression en temps réel, pour une production optimale d'air à basse pression à tout moment.
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Traitement final de la levure
Les procédés de finition à la levure nécessitent souvent de l'air d'instrumentation de haute pureté pour commander les vannes et actionner les dispositifs pneumatiques.
Les processus de traitement final (ou finition) de la levure nécessitent souvent de l'air d'instrumentation d'une grande pureté pour commander les vannes et actionner les dispositifs pneumatiques. L'air d'instrumentation de haute pureté, qui nécessite généralement une pression de 6 à 7 bar(g), est essentiel pour la commande des vannes et l'actionnement des dispositifs pneumatiques dans l'ensemble d'une installation de production industrielle de levure. Il est tout particulièrement requis pour plusieurs processus de finition :
Opérations des installations de séchage
En raison de leur simplicité et de leur efficacité à éliminer l'humidité, les ventilateurs sont couramment utilisés dans le processus de séchage nécessaire à la production de levure sèche. Il existe cependant d'autres méthodes de séchage utilisant de l'air comprimé, qui peuvent offrir une meilleure efficacité de séchage et une qualité de produit supérieure, telles que :
Séchage à lit fluidisé : cette méthode utilise l'air comprimé pour fluidiser les particules de levure, assurant ainsi un séchage uniforme. Un flux d'air constant est crucial pour maintenir des conditions de séchage homogènes et des températures optimales, ce qui améliore l'efficacité globale du processus.
Séchage par atomisation : dans cette méthode, l'air comprimé est nécessaire pour pulvériser la crème de levure en fines gouttelettes. Un air comprimé propre et sec est essentiel pour un séchage efficace et l'obtention de gouttelettes de taille régulière, contribuant ainsi à la qualité du produit final.
Systèmes de transport de la levure
Le transport par le vide est employé une fois la levure séchée pour l'acheminer en douceur et efficacement depuis l'équipement de séchage jusqu'au conditionnement, sans compromettre son intégrité. Ce type de transport pneumatique en phase diluée nécessite de l'air comprimé à basse pression et à grande vitesse pour déplacer efficacement la levure. Pour des performances optimales, l'air doit être exempt d'humidité et d'huile afin d'éviter toute interruption du flux de matériaux, toute perte d'efficacité du système et toute contamination.
Comme pour toutes les applications de compresseurs d'air et de surpresseurs dans la production industrielle de levure, un air comprimé propre et sec est essentiel pour répondre aux normes strictes de pureté de l'air généralement exigées pour la production alimentaire. En étroite collaboration avec les fabricants d'équipements (OEM) et grâce à l'application des normes pertinentes telles que l'ISO 8573-1, KAESER propose des solutions sur mesure pour les surpresseurs et les systèmes d'air comprimé qui répondent de manière fiable et efficace aux normes strictes de qualité de l'air requises pour le traitement final de la levure industrielle.
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Conditionnement de la levure
L'air d'instrumentation est nécessaire lors des étapes finales de conditionnement de la levure, qu'il s'agisse d'alimenter les actionneurs pneumatiques qui entraînent les mouvements mécaniques des machines d'emballage, ou de prévenir la contamination dans les mécanismes de remplissage et de scellage.
Cela peut inclure l'alimentation de lames d'air ou de systèmes de soufflage utilisés pour chasser l'excédent de particules de levure et maintenir la propreté, par exemple, sur les matériaux d'emballage ou les surfaces des machines. De telles applications dépendent d'une alimentation fiable en air comprimé propre et sec pour garantir la propreté et éviter toute contamination.
KAESER collabore avec les équipementiers (OEM) de machines de conditionnement et les clients pour identifier et fournir la solution de compresseur ou de surpresseur optimale, adaptée aux exigences spécifiques de l'installation de conditionnement, tout en garantissant le respect des classes de pureté requises telles que spécifiées par la norme ISO 8573-1.
Traitement des eaux sur site
L'air à basse pression - et, dans certains cas, l'air comprimé - est crucial pour le traitement des eaux sur site. Dans la phase de traitement biologique, par exemple, l'air à basse pression est nécessaire pour aérer les eaux usées. Les surpresseurs génèrent des flux d'air vers les systèmes d'aération qui délivrent de fines bulles d'air injectées dans les eaux usées. Cette aération fournit aux bactéries l'oxygène nécessaire pour décomposer la matière organique.
L'effluent de levure présente généralement une demande biologique en oxygène (DBO) élevée en raison des niveaux importants de sucres, de protéines et de résidus de levure. Cela signifie qu'une quantité importante d'oxygène est nécessaire pour soutenir l'activité microbienne indispensable au processus de traitement biologique.
Un apport adéquat en oxygène est donc critique pour maintenir une activité microbienne efficace, ce qui signifie que les performances des surpresseurs influencent directement la réussite du traitement.
La production industrielle de levure utilise de grands volumes d'eau, les usines consommant des milliers de litres chaque jour. De plus, l'aération est un poste majeur de consommation d'énergie dans le traitement des eaux usées. Un traitement sur site efficace et économe en énergie des effluents de levure est donc essentiel, non seulement pour une gestion durable de l'eau, mais aussi pour optimiser l'utilisation de l'énergie. Cela rend le choix de surpresseurs d'aération fiables et écoénergétiques d'autant plus important.
KAESER propose des solutions de systèmes de surpresseurs sur mesure qui répondent de manière fiable et économe en énergie aux besoins d'aération pour le traitement des eaux sur site.
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Air comprimé pour l'atelier
Une alimentation fiable en air comprimé est généralement requise dans l'atelier d'une usine de production de levure pour diverses tâches, telles que l'utilisation d'outils pneumatiques et le nettoyage des composants ou des pièces usinées. Les compresseurs à pistons de KAESER constituent une solution idéale pour les ateliers ayant des besoins intermittents en air comprimé.
Disponibles en modèles portables/mobiles (séries CLASSIC et PREMIUM) et en modèles fixes (séries KCT et AIRBOX), ces compresseurs offrent flexibilité et fiabilité. Les compresseurs à vis offrent quant à eux une solution très efficace pour les grands ateliers ayant une demande continue en air comprimé. La série AIRCENTER de KAESER intègre un compresseur à vis à haute efficacité, un sécheur frigorifique et un réservoir d'air dans un système compact et tout-en-un.
Grâce à son fonctionnement silencieux, l'AIRCENTER est idéal pour une installation au point d'utilisation. Alternativement, la série SXC propose un ensemble compresseur robuste, comprenant un sécheur frigorifique et un réservoir d'air, le tout logé dans une carrosserie en polyéthylène durable.
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