Dans l’industrie des boissons, l’eau est à la fois la base du produit et le support du processus d’assainissement. L’eau joue un rôle actif dans presque toutes les étapes du processus de production des aliments et des boissons, notamment en tant qu’agent de nettoyage principal pour l’atelier de production, agent de nettoyage intermédiaire entre les lots, force motrice pour le transport des matériaux et ingrédient du produit lui-même. L’eau entrante et l’eau des effluents de l’industrie agroalimentaire doivent être surveillées pour garantir la conformité aux réglementations locales et fédérales. Étant donné que l’industrie agroalimentaire utilise une quantité importante d’eau tout au long du processus de production, la création de meilleures façons de traiter et de surveiller les eaux usées est au premier plan des objectifs opérationnels et de durabilité, et ce, dans le but de réduire les coûts et les temps d’arrêt tout en respectant l’environnement.
Défis liés aux eaux usées des distilleries
Les eaux usées des distilleries sont l'une des eaux les plus contaminées à traiter et à rejeter dans l'industrie agroalimentaire. Environ 88 % des matières premières d'une distillerie deviennent des déchets*. Il est donc difficile de traiter et d'éliminer ces eaux usées en raison de leur couleur foncée, de leur température élevée, de leur forte teneur en cendres, de leur faible pH ainsi que des quantités importantes de matières organiques et inorganiques dissoutes.
Bien que les caractéristiques de ces eaux usées industrielles dépendent du procédé d’éthanol et de la matière première de l’installation, les eaux usées des distilleries présentent généralement des niveaux élevés de demande biologique en oxygène (DBO) et de demande chimique en oxygène (DCO) qui, s’ils ne sont pas traités, constituent une grande menace pour la vie aquatique environnante qui vit dans les plans d’eau dans lesquels elles sont rejetées. Le traitement des eaux usées des distilleries varie d’une installation à l’autre, mais les principales pratiques de traitement sont physiques, biologiques et chimiques.
Surveillance du COT vs DCO/DBO
La surveillance du carbone organique total (COT) dans les eaux usées des distilleries est importante pour le respect des normes en vigueur, car les composés organiques qui quittent une installation sans traitement sont décomposés par les microorganismes vivant dans l’eau dans laquelle l’effluent est rejeté. Bien que cela ne semble pas trop grave, les microorganismes qui décomposent les composés organiques épuisent la teneur en oxygène dissous dans l’eau pendant qu’ils sont occupés à digérer les composés organiques. Il est compréhensible que la surveillance des matières organiques dans les effluents d’eaux usées soit essentielle pour s’assurer qu’ils sont sans danger pour le milieu aquatique environnant.
Bien que les tests DBO et DCO soient des méthodes réputées pour déterminer la quantité de déchets dans les eaux usées, il existe des limites à ces deux tests qui les empêchent de fournir des données exploitables sur la qualité des effluents en temps réel. Le DBO met des jours à fournir des résultats, sa reproductibilité est médiocre et elle est sujette à des inférences avec des produits chimiques toxiques que l’on trouve couramment dans les eaux usées des distilleries. La DCO donne des résultats plus rapidement que la DBO, mais ses données sont généralement supérieures à celles de la DBO, elle n’est pas toujours adaptée à certaines applications et elle génère des déchets en utilisant des produits chimiques toxiques lors de l’analyse qui doivent être éliminés correctement.
L’utilisation du COT pour surveiller les matières organiques dans les eaux usées est plus efficace que le DBO/DCO et fournit des informations exploitables pour des économies de coûts et la conformité. En quelques minutes, l’analyse du COT permet de quantifier le carbone total d’un échantillon en générant du CO2 par une réaction oxydative moins interférente et n’utilisant pas de produits chimiques toxiques pour l’analyse. Le DBO et le DCO mesurent indirectement le contenu organique en mesurant la demande en oxygène Le COT surveille directement la charge et l’élimination du carbone, qui constitue la principale charge de l'épuration des eaux usées de la distillerie et la cible à éliminer lors du traitement des eaux usées. Par rapport au DBO et au DCO, l’analyse du COT offre une disponibilité optimale avec des résultats plus précis et plus rapides afin que les opérateurs puissent prendre des décisions fondées sur des données sans délai et sans utiliser de produits chimiques toxiques.
Analyse en ligne pour une prise de décision rapide
Un autre avantage de la mesure du COT est qu’il existe plus d’options pour les utilisateurs qui souhaitent prélever des échantillons périodiquement (qui peuvent être analysés via des unités de COT de laboratoire) ou qui souhaitent une surveillance continue (via des unités de COT en ligne). Les analyseurs en ligne permettent aux installations de générer des données en temps réel sur leur flux d’eaux usées et de décider rapidement si elles doivent ou non réintroduire les eaux usées dans le processus de traitement en cas de non-conformité. Pour cette application, les distilleries doivent choisir des analyseurs en ligne dont la qualité des données est fiable, suffisamment robustes pour traiter des matrices d’échantillons complexes et qui réagissent aux modifications du système.
L’analyseur TOC-R3 Sievers* en ligne utilise une méthode de combustion non catalytique à haute température qui offre un entretien simple et un faible coût de possession, ce qui se traduit par une disponibilité élevée des instruments. Ses capacités standard de dilution, de rinçage et de contrôle automatisés permettent une disponibilité élevée, même dans les matrices d’échantillons difficiles. Le Sievers TOC-R3 présente une conception robuste et modulaire qui offre une réactivité rapide aux changements dans la matrice de l’échantillon, et une fiabilité grâce au diagnostic prédictif.
Atteindre les objectifs de conformité et de durabilité
Les industries agroalimentaires doivent surveiller les eaux usées de manière rentable tout en répondant aux exigences réglementaires. La surveillance des eaux usées à l’aide de l’analyse COT en ligne fournit aux distilleries une analyse fiable en temps réel qui permet de prendre des décisions réactives et fondées sur des données issues des processus d’eaux usées. L’analyseur en ligne Sievers TOC-R3 répond à ces exigences tout en offrant une disponibilité élevée des instruments et un entretien simple. Cela permet d’optimiser l’utilisation, les ressources et le traitement de l'eau. Compte tenu de l’importante quantité d’eau utilisée dans la production agroalimentaire, et des défis associés au traitement et à l'épuration des eaux usées des distilleries, l'acquisition de meilleurs outils de surveillance est obligatoire pour réduire les coûts et les temps d’arrêt tout en respectant les réglementations en matière de rejets.
Auteur : Sara Speak
Sara Speak est spécialiste de l’application des produits chez Veolia Water Technologies & Solutions, où elle fournit une assistance et une expertise en matière d’applications aux clients de Sievers Analytical Instruments dans des secteurs tels que la chimie, la pétrochimie, l’agroalimentaire et les eaux usées municipales.
Sara travaille avec les clients pour fournir des formations, soutenir les installations de produits, optimiser l’utilisation des équipements et démontrer la faisabilité de différentes applications de test. Avant d’occuper son poste actuel, elle était technicienne de service en usine, responsable de la réparation et du dépannage des instruments Sievers. Auparavant, Sara a travaillé dans l’industrie des aliments et des boissons en tant que technicienne de laboratoire en assurance de la qualité chez MillerCoors et Leprino Foods. Elle est titulaire d’un baccalauréat ès sciences (B.S.) en chimie et d’un baccalauréat en musique (B.M.) en interprétation du violon de la Metropolitan State University de Denver.
- Références :
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- Services environnementaux d’Ecologix. Épuration des eaux usées de l’industrie agroalimentaire Consulté le 12/06/2023. https://www.ecologixsystems.com/industry-food-beverage/
- Alar, une société d’Ovivo. Épuration des eaux usées de l’industrie agroalimentaire. Consulté le 12/06/2023. https://www.alarcorp.com/food-dairy/
- Yogita Kharayat (2012) Distillery wastewater : bioremediation approaches, Journal of Integrative Environmental Sciences, 9 :2, 69-91, DOI : 10.1080/1943815X.2012.688056 Consulté le 12/06/2023. https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/1943815X.2012.688056#:~:text=Distillery%20wastewater%20is%20one%20of,oxygen%20demand%20(COD)%20values.
- Wayne Boyles. La science de la demande chimique en oxygène. Série d’informations techniques, livret n° 9. Consulté le 03/07/2023. https://docs.wixstatic.com/ugd/f35ad1_e4b99e5148b641a9bd7c5bec9f6fb71e.pdf
- Premira Tech. Pourquoi devons-nous traiter les eaux usées ? Consulté le 19/06/2023. https://www.premiertechaqua.com/en-us/wastewater/why-do-we-need-treat-wastewater
- Surveillance de la pollution et des processus. Qu’est-ce que la demande chimique en oxygène ? Consulté le 03/07/2023. https://www.pollution-ppm.co.uk/parameter-COD-Chemical-Oxygen-Demand.asp Surveillance de la pollution et des processus. Qu’est-ce que la demande biologique en oxygène ? Consulté le 03/07/2023. https://www.pollution-ppm.co.uk/parameter-bod-biological-oxygen-demand.asp