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L’efficacité de l’eau dans l’industrie des boissons – pas une chimère


L'efficacité de l'eau dans l'industrie des boissons - pas une chimère

Compte tenu de la demande croissante et de la diminution de l’approvisionnement en eau, il est plus important que jamais pour les producteurs de boissons et de liquides alimentaires d’examiner leur utilisation et d’améliorer leur efficacité.

La consommation d’eau devrait augmenter de 20 à 30% d’ici 2050, grâce à la croissance démographique, au développement socio-économique et à l’évolution des habitudes de consommation. L’offre, cependant, ne suit pas le rythme de la demande croissante.

Aujourd’hui, plus de deux milliards de personnes vivent dans des pays qui connaissent un stress hydrique élevé et une pénurie d’eau. Environ quatre milliards de personnes sont aux prises avec une grave pénurie d’eau pendant au moins un mois chaque année. L’approvisionnement et la gestion de l’eau sont donc devenus des questions de plus en plus importantes pour les industries de la brasserie, des boissons et des aliments liquides.

L’eau est, après tout, l’un des ingrédients les plus importants pour les boissons. Et dans la production de boissons, l’eau remplit également de nombreuses autres fonctions importantes telles que le traitement, le nettoyage et la fourniture d’énergie. Pour cette raison, l’eau doit être utilisée de manière raisonnable et avec parcimonie dans toutes les étapes du processus.

En décembre 2018, la Table ronde environnementale de l’industrie des boissons (BIER) a publié une étude portant sur les niveaux d’utilisation des ressources pour la bière, l’eau minérale, le vin, les spiritueux et les boissons gazeuses. L’étude a recueilli et analysé les niveaux de consommation de près de 2000 entreprises dans le monde. Les résultats de l’étude sur le rapport eau-produit sont présentés dans le tableau 1. Une conclusion claire est la dépendance basée sur la taille de l’entreprise. Le tableau 2 montre cela en termes de brassage de bière.

Tableau 1.

Tableau 2.

En raison des conditions futures, les approvisionnements devraient diminuer tandis que la demande et la consommation augmenteront. Pour cette raison, les producteurs de boissons et d’aliments liquides devront examiner en détail leur utilisation de l’eau.

Il y a de nombreuses bonnes raisons pour qu’ils le fassent: Premièrement, chaque litre d’eau et d’eaux usées génère des coûts qui devraient augmenter. Deuxièmement, les acteurs mondiaux s’efforcent de créer des processus de production standardisés en concevant des processus en tenant compte de l’utilisation de l’eau. Troisièmement, de nouvelles sources doivent être recherchées et développées en réponse à la pénurie d’eau et à la nécessité de protéger les eaux profondes. Quatrièmement, l’eau est un aspect de la responsabilité sociale des entreprises. Enfin, l’utilisation prudente des ressources a affecté pendant longtemps le comportement d’achat des consommateurs et les processus d’approbation des investissements nouveaux et d’expansion, comme le montre un exemple récent du Mexique. Suite à un référendum d’habitants de la ville de Mexicali, une opération de brassage appartenant à la société américaine Constellation Brands et achevée à 65% a été interdite de mise en service. Au total, 76,1% des électeurs se sont prononcés contre le démarrage de la production, car la brasserie pourrait puiser l’eau dont la région aride a désespérément besoin.

Demande croissante d’eau sans résidu

Dans le même temps, la demande en eau sans résidu, en eau en bouteille, en eau de brassage, en eau de gâchage et en eau de dilution augmente. Aucune substance indésirable ne peut être détectée par des systèmes d’analyse de pointe, quelle que soit la source de l’eau. C’est un défi énorme à une époque où même les eaux souterraines peuvent contenir des quantités résiduelles de médicaments, d’herbicides comme l’atrazine et les nitrates toujours présents. Des seuils nouveaux ou plus stricts comme ceux qui couvrent l’uranium, le bromate et les composés perfluorés sont également introduits.

La demande de «sans résidu» est de plus en plus satisfaite grâce à des technologies telles que les procédés de séparation par membrane basés sur l’ultra ou la nanofiltration et l’osmose inverse. Dans ces processus, toutes les substances sont séparées presque quantitativement, puis amenées au niveau de qualité souhaité avec des sels de haute pureté ou de l’eau de mélange conformément aux directives technologiques ou internes de l’entreprise.

D’autres technologies telles que les échangeurs d’ions ou la précipitation à la chaux continuent également de servir leur objectif. Un échangeur est un moyen approprié pour éliminer les ions individuels comme le nitrate ou l’uranium. La précipitation à la chaux est une méthode très peu coûteuse pour la composition appropriée de l’eau brute et produit très peu d’eaux usées. La chaux est également un produit de la nature. Pour cette raison, la précipitation de chaux peut être une alternative intéressante pour les entreprises qui doivent se conformer à des directives biologiques strictes ou pour les brasseurs artisanaux soucieux de la tradition. Les adsorbeurs sélectifs qui peuvent être utilisés pour éliminer systématiquement l’arsenic sont également une autre option.

Passons maintenant aux procédés membranaires: ils sont de plus en plus considérés comme une solution dans d’autres domaines d’utilisation. Cela comprend la protection de la qualité de l’eau organique en plus du traitement des eaux usées ou du dégazage de l’eau. Après tout, l’utilisation de la chloration – une étape importante et nécessaire dans de nombreuses régions – peut produire des sous-produits, et l’ozonisation transforme le bromure en bromate. Le seuil correspondant dans l’UE est de 0,010 mg / L. Mais de nombreuses entreprises internationales appliquent des normes de qualité encore plus strictes. C’est là qu’entre en jeu l’ultrafiltration avec son taux log de six. Cela réduit les niveaux de germes de 99,9999% dans l’eau traitée. Par la suite, aucun travail de stérilisation supplémentaire par les producteurs n’est nécessaire ou il leur suffit de traiter l’espace de tête du flacon avec de l’ozone. La menace de la formulation de bromate est également réduite.

Les stratégies de recyclage intelligentes passent au premier plan

La gestion moderne de l’eau ne se limite pas à garantir des quantités suffisantes d’eau douce. Il s’agit également de séparer les ressources des flux d’eaux usées et de les réintroduire dans le cycle. Les stratégies de recyclage intelligentes deviennent donc de plus en plus importantes.

En principe, il existe deux manières pratiques de recycler l’eau. Dans la première approche, l’eau est collectée en fonction du pH ou des impuretés et réutilisée dans des zones comparables. La deuxième approche est la solution en bout de chaîne. Toutes les eaux usées sont collectées de manière centralisée et nettoyées de manière anaérobie. Le biogaz créé dans le processus peut être utilisé pour répondre à 20 à 30% des besoins énergétiques d’une brasserie. Une autre possibilité serait une étape de rejet de liquide en aval dans laquelle environ 95% des eaux usées peuvent être renvoyées vers une opération.

Théoriquement, le volume final produit par l’étape de rejet de liquide nul pourrait être traité jusqu’à ce qu’il atteigne la qualité de l’eau de procédé. En tant qu’eau de procédé purifiée, elle pourrait remplacer une partie de l’eau potable utilisée dans les procédés de brassage largement établis. À l’instar de l’utilisation de l’eau de pluie dans les ménages, les brasseurs auraient besoin d’un réseau d’eau de procédé séparé pour cette étape. Une nouvelle installation aurait certainement plus d’espace pour un tel système qu’un bâtiment existant. Cette option laisse également un problème général non résolu: si la fréquence d’utilisation de l’eau augmente, l’électricité consommée dans le cadre du traitement et du transport augmentera également.

En route vers une utopie brassicole

Un groupe de travail sur la technologie de l’eau du Département de chimie alimentaire et de science sensorielle moléculaire de l’Université technique de Munich a mis au point une toute nouvelle façon de traiter les eaux usées: les piles à combustible. La «cellule d’infusion» permet de traiter les eaux usées et de produire de l’électricité en même temps. Le processus utilise des bactéries exoélectrogènes pour évaluer les substances organiques dans les eaux usées et pour transférer les électrons gagnés dans le processus vers une électrode. Les électrons passeront ensuite à travers une résistance externe sur leur chemin vers une cathode. En présence de protons (H +) obtenus précédemment, l’hydrogène est réduit en eau.

La cellule de brassage a déjà fait le saut du laboratoire. La première unité pilote a été mise en service chez un grand brasseur allemand à l’automne 2019. Les résultats que les chercheurs y ont obtenus seront l’un des sujets abordés à drinktec 2021. D’autres aspects pertinents de l’eau en tant que ressource seront présentés de première main à les industries internationales de la brasserie, des boissons et des aliments liquides au salon drinktec du 4 au 8 octobre 2021.

Crédit d’image: © stock.adobe.com / au / DedMityay



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