Économiser de l'énergie lors de la granulation

Auteur : Marc Perel (Responsable des solutions globales, Recherche et Innovation chez Adisseo, marc.perel@adisseo.com)

Dans une usine d'aliments pour animaux, la granulation est généralement l'étape la plus gourmande en énergie. Il est donc avantageux d'explorer toute possibilité d'optimisation. Plusieurs études menées par Adisseo ont montré que l'ajout d'une source liquide de méthionine (OH-méthionine) pouvait permettre de réaliser jusqu'à 13 % d'économies d'énergie par rapport à la forme en poudre (DL-méthionine) lors de la granulation.

Deux essais menés dans une usine pilote de granulés et des essais sur le terrain

Il a été rapporté que les fabricants d'aliments pour animaux utilisant de la L-méthionine OH liquide à la place de la méthionine en poudre réalisaient des économies d'énergie lors de la granulation. Afin de confirmer cette affirmation, deux essais ont été menés au TECALIMAN, le centre technique français de l'alimentation animale, dans leur installation pilote de granulation : un premier en 2016 et un second en 2020. Ils évaluent le comportement à la granulation d'aliments complets en faisant varier la formulation et les sources de méthionine (liquide ou en poudre) sur une base équimolaire, compte tenu des concentrations de chaque produit à base de méthionine (DL-méthionine à 99 % et OH-méthionine liquide à 88 %).

La consommation électrique du processus de granulation est obtenue en mesurant la puissance instantanée absorbée (kW) par le moteur de la presse à chaque seconde. Seules les valeurs correspondant à des conditions de granulation stables (débit de production et températures) sont prises en compte. Ce chiffre est ensuite divisé par le débit réel (t/h) afin de calculer la consommation d'énergie spécifique (kWh/t). Lors du deuxième essai, les résultats sont exprimés en consommation spécifique nette en déduisant le fonctionnement à vide de la machine (qui représente environ 10 % de la consommation totale d'énergie).

Un premier essai mené dans une usine pilote de granulation a montré que la consommation d'électricité lors de la granulation avait diminué de 2,5 % à 7 %.

Les lots d'aliments sont préparés à partir d'une même formulation à base de blé (40 %), de tourteau de soja (30 %) et de maïs (23 %). De la DL-méthionine (DL-Met), de l'OH-méthionine (OH-Met), de l'huile et/ou de l'eau sont ajoutés à différents taux d'incorporation. La DL-Met et l'OH-Met liquide sont d'abord ajoutées à une dose standard sur une base équimolaire (0,20 % pour la DL-Met et 0,23 % pour l'OH-Met liquide), puis l'OH-Met liquide est ajoutée à des doses plus élevées afin de mettre en évidence l'effet de l'additif.

L'essai met en évidence une réduction effective de la consommation d'énergie avec l'OH-Met liquide. En général, l'ajout de doses élevées d'OH-Met liquide (supérieures à 0,23 %) diminue la consommation d'énergie dans tous les cas. Lorsque des doses standard (0,23 %) d'OH-Met liquide sont utilisées, ce phénomène de réduction est particulièrement observable lorsqu'aucun autre liquide n'est ajouté à la formulation (Figure 1 – Alimentation sèche). On obtient ici une réduction de 7 %. Comme prévu, l'ajout d'huile réduit la consommation d'énergie globale. Lorsqu'on en ajoute 3 % (Figure 1 – Huile 3 %), les économies réalisées en utilisant de l'OH-Met liquide à la place du DL-Met s'élèvent à 4 %.

Figure 1. Consommation énergétique spécifique pour différentes formulations alimentaires : comparaison entre l'ajout d'OH-Met liquide à des doses croissantes et de DL-Met

Pour l'essai, la qualité des granulés est généralement maintenue. Les valeurs s'établissent à 91 % ± 0,8 % pour la résistance à la compression (appareil Eurotest-SABE) et à 34 N/granulé ± 3,3 N/granulé pour la dureté (Schleuniger) pour les aliments sans huile.

Une deuxième étude examine différents types de formulations et démontre une nouvelle fois une réduction de la consommation d'énergie dans l'usine d'agglomération lors de l'utilisation de méthionine OH liquide par rapport à la DL-méthionine.

Dans le cadre de cet essai mené en 2020 à TECALIMAN, différents types de préparations (à base de blé et à base de maïs) ont été élaborés, comme le montre le tableau 1

*Eau ajoutée à TECALIMAN

Chaque formule est complétée soit par de l'OH-méthionine liquide, soit par de la DL-méthionine, sur une base équimolaire, afin d'obtenir 2,5 kg de substance active par tonne d'aliment. Chaque configuration (composition et source de méthionine) est reproduite trois fois.

Pour les formules A, C et D, on observe une baisse significative de la consommation énergétique nette de respectivement 8 %, 13 % et 12 % lorsque la méthionine est apportée sous forme liquide (OH-méthionine) par rapport à la DL-méthionine.

Aucun effet significatif n'a été constaté entre les différentes sources de méthionine sur la consommation nette d'électricité spécifique des formules B et E. La formule E présentant les teneurs les plus élevées en huile et en eau, sa composition atténue les différences potentielles ; l'effet des sources de méthionine pourrait donc être négligeable. Nous ne pouvons expliquer pourquoi aucune différence significative n'est observée pour la formule B. En ce qui concerne la dureté des granulés, leur durabilité et le taux de fines, aucun impact n'a été constaté entre les granulés.

Les mêmes conclusions ont été tirées sur le terrain lors d'essais menés en 2015 dans deux usines d'aliments pour animaux malaisiennes, comparant les deux sources de méthionine. L'OH-Met liquide et le DL-Met ont été ajoutés dans le mélangeur au cours de deux lots distincts présentant la même formulation et le même volume. Les premiers essais ont démontré des économies pouvant atteindre 3 % en faveur de l'OH-Met liquide. Dans une deuxième usine d'aliments pour animaux, une formulation à base de maïs et de soja, contenant 0,25 % d'eau et de liquides à base d'eau et 3 % d'huile de palme, a été utilisée. Les données ont montré que la consommation d'énergie lors de la granulation était inférieure de 2,5 % lorsque l'OH-Met liquide était utilisé à la place du DL-Met.

Figure 2. Consommation nette spécifique d'électricité dans les usines de granulés, en fonction de la formule et de la source de méthionine

Conclusion

Les noms de produits et leur disponibilité peuvent varier selon les régions. Pour plus d’informations, veuillez contacter votre représentant local Adisseo.