FR3042683A1 - Procede de congelation economique pour la valorisation de certains sous-produits animaux de l'aquaculture - Google Patents

Abstract

Un procédé d'élevage de poissons, du type mettant en œuvre une oxygénation du ou de certains des bassins d'élevage, oxygénation réalisée à partir d'oxygène stocké sur le site sous forme liquide (1), et où l'on procède à la vaporisation (2) de l'oxygène liquide avant son injection dans les bassins, élevage où l'on procède également à des opérations (3) de congélation et/ou de maintien en température d'animaux morts ou de restes d'animaux morts, se caractérisant en ce que l'on procède à la récupération (4) de tout ou partie des frigories produites durant ladite vaporisation pour fournir tout ou partie des frigories nécessaires auxdites opérations de congélation ou maintien en température.

Description

La présente invention concerne le domaine de la pisciculture, et s’intéresse tout particulièrement à une problématique liée au fait que depuis une réglementation intervenue récemment, les éleveurs doivent gérer de façon autonome les animaux morts, non destinés à la vente.

En effet on peut rappeler que suite à la fin du Service Public de l'Equarrissage (SPE), tout pisciculteur est tenu d'avoir un contrat d'équarrissage avec une société agréée pour le traitement des poissons morts, même si la mortalité dans l'exploitation est faible.

Les seules alternatives à l'équarrissage pour les sous-produits de poissons de catégorie C2 sont : 1/ Les verminières et les aires de nourrissage des rapaces. L'agrément concernant cet usage est délivré au responsable de telles structures. 2/ Le compostage et la production de biogaz, sous réserve que ces sous-produits aient été soumis à un traitement d'hygiénisation (de type 70°C/1h).

On rappelle également que le nourrissage des chiens et chats de refuges, chenils ou autres ne peut se faire qu'à partir de sous produits animaux de catégorie 3 (au même titre que les déchets d'abattoir).

Comme dans toutes filières de production animale, les pisciculteurs produisent des sous-produits animaux de catégorie C2, au sens du Règlement Européen n° 1069/2009 ; c’est-à-dire, essentiellement, les poissons ou restes de poissons non valorisables en alimentation humaine et animale. Ceux-ci, estimés à plus de 2 000 tonnes par an au niveau national français, sont actuellement éliminés des piscicultures par des entreprises d’équarrissage. Or, l’équarrissage qui était un service public jusqu’en 2009, est aujourd’hui entièrement à la charge des éleveurs, ce qui représente un surcoût significatif.

Ce surcoût, est particulièrement malvenu en pisciculture dans une période où les éleveurs doivent faire face conjointement à des augmentations considérables de nombreuses charges de production (matières premières, énergie......). Aussi, pour que la pisciculture reste une économie rurale saine, dynamique et compétitive, les pisciculteurs ont trouvé un axe de valorisation qui nécessite de congeler les animaux morts (ou restes d’animaux), et de maintenir ces animaux à une température proche de - 18°C pendant de longues périodes (à définir suivant les exploitations concernées).

Pour limiter les coûts de congélation et de maintien en froid, il est alors nécessaire de pouvoir proposer aux pisciculteurs une solution économique pour fabriquer le froid nécessaire à cette application spécifique.

On peut indiquer qu’il existe deux types de solutions classiques de production de frigories : a) Le froid dit « mécanique », qui nécessite des investissements conséquents pour produire les frigories (compresseurs, échangeurs de chaleur), et une consommation d’énergie élevée. b) Le froid dit « cryogénique », où l’investissement est plus faible mais où le coût énergétique peut s’avérer rédhibitoire pour ce type d’exploitation.

Un des objectifs de la présente invention est alors de proposer une solution technique de production des frigories nécessaires, pouvant palier aux inconvénients listés ci-dessus.

Comme on le verra plus en détails dans ce qui suit, le grand mérite de la présente invention est d’avoir constaté que dans ce domaine de la pisciculture, un grand nombre d’exploitants utilisent de l’oxygène sur le site, ceci pour des raisons bien connues. En effet, la haute densité en poissons des bassins nécessite d'apporter de l'oxygène dans l'eau afin de compenser sa diminution naturelle. La disponibilité d'oxygène dans l'eau a un effet direct sur les performances de la station de pisciculture. L’oxygène nécessaire est traditionnellement stocké sur le site sous forme liquide à une température proche de - 180 °C. Aussi pour injecter l’oxygène dans les bassins on procède à sa vaporisation, le plus souvent à l’aide de vaporiseurs atmosphériques.

Ces vaporiseurs permettent au liquide cryogénique (L02) de changer d’état et d’être utilisé à des températures proches de la température ambiante, une température clémente indispensable pour les poissons.

Et c’est donc le mérite de la présente invention de proposer, pour de telles installations mettant en œuvre de l’oxygène liquide (et c’est une large partie des exploitants dans cette profession), de valoriser les frigories produites dans ce type de vaporisation, afin de contribuer, en tout ou partie, à l’apport des frigories nécessaires à la congélation et/ou au maintien en froid des animaux ou restes d’animaux, morts, que produit un tel site.

La présente invention concerne alors un procédé d’élevage de poissons, du type mettant en œuvre une oxygénation du ou des bassins d’élevage (ou de certains des bassins su site considéré), oxygénation réalisée à partir d’oxygène stocké sur le site sous forme liquide, et où l’on procède à la vaporisation de l’oxygène liquide avant son injection dans le ou les bassins, élevage où l’on procède également à des opérations de congélation et/ou de maintien en température d’animaux morts ou de restes d’animaux morts, se caractérisant en ce que l’on procède à la récupération de tout ou partie des frigories produites durant ladite vaporisation pour fournir tout ou partie des frigories nécessaires auxdites opérations de congélation ou maintien en température.

On comprend bien à la lecture de ce qui précède que dans la majorité des cas, la valorisation va fournir la totalité des frigories nécessaires à la congélation, mais il peut survenir sur certains sites, pour des raisons diverses et notamment techniques, que cette valorisation ne fournisse qu’une partie des frigories nécessaires à la congélation, le site pouvant alors être amené à fournir l’autre partie par des moyens « conventionnels ».

Selon un des modes de réalisation de l’invention, on procède à la récupération des frigories produites durant ladite vaporisation et donc à leur valorisation, dans un échangeur, échangeur par exemple localisé sur le site d’élevage au sein d’une chambre frigorifique où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température d’animaux morts ou de restes d’animaux morts, échangeur apte à accueillir les fluides suivants et à réaliser les échanges suivants : - l’échangeur est apte à admettre en l’un de ses circuits de canalisations l’oxygène à vaporiser ; - l’échangeur est apte à admettre en son sein l’air à refroidir (par exemple l’air de la chambre frigorifique où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température) ; - l’échangeur réalise un échange thermique entre l’oxygène liquide admis et l’air à refroidir et redirige l’air ainsi refroidi vers ladite opération de congélation ou de maintien en température.

Comme on va le voir plus en détails dans ce qui suit, selon divers modes de mise en œuvre de la présente invention, l’invention propose des modes de régulation de la valorisation de ces frigories tout particulièrement avantageux.

Selon un des modes de réalisation de l’invention, on met en œuvre une régulation de type « Tout Ou Rien » comme l’illustre bien la figure 1 annexée : - on dispose donc sur le site d’élevage d’un réservoir 1 d’oxygène liquide (oxygène liquide utilisé pour oxygéner l’eau des bassins ou de certains des bassins) ; - l’oxygène est injecté dans les bassins sous forme gazeuse, l’oxygène liquide transite donc par un réchauffeur 2 avant d’atteindre les bassins ; - conformément à l’invention, on valorise les frigories produites durant cette vaporisation pour fournir les frigories nécessaires (ou au moins une partie des frigories nécessaires) à l’opération de congélation ou maintien à basse température (typiquement -18°C) des poissons morts ou restes de poissons morts que produit le site, opération réalisée dans la chambre frigorifique 3.

Dans ce contexte on dispose d’un jeu de deux vannes V1 et V2 et la régulation, qui utilise un PID, agit sur ces deux vannes pour autoriser deux phases : — > L’oxygène passe en totalité dans la chambre frigorifique 3 via la vanne V1, ou bien l’oxygène passe en totalité par le réchauffeur atmosphérique 2 via la vanne V2. — > Si la température de la chambre 3 est supérieure à une température de consigne donnée, la vanne V1 est ouverte et la V2 fermée, l’oxygène passe dans la chambre 3, y laisse ses frigories en échangeant avec l’air (5) de la chambre (au sein de l’échangeur 4 qui s’y trouve), avant d’être dirigé vers le réchauffeur 2 (comme on l’a dit plus haut, il est préférable de réchauffer encore le gaz sortant de l’échangeur 4 avant de le diriger vers les poissons). — Si la température de la chambre 3 est inferieure à une température de consigne donnée, la vanne V1 est fermée et la vanne V2 est ouverte, l’oxygène ne passe pas dans la chambre 3, il est dirigé dans le réchauffeur 2 pour y être vaporisé avant d’atteindre les bassins. En aucun cas, selon cette régulation, les vannes V1 et V2 peuvent être fermées en même temps.

Selon un autre des modes de réalisation de l’invention, on met en oeuvre une régulation de type Tout Ou Peu, que l’on illustrera également par la figure 1, mais où cette figure est mise en œuvre par une régulation différente, qui autorise 3 phases : — > l’oxygène passe en totalité dans la chambre 3, ou bien l’oxygène passe en totalité par le réchauffeur 2, ou bien l’oxygène passe en parallèle à la fois dans la chambre 3 et dans le réchauffeur 2. — > si la température de la chambre 3 est significativement supérieure à une température de consigne (par exemple d’au moins 2°C), la vanne V1 est ouverte et la V2 est fermée, tout l’oxygène passe dans la chambre 3, y laisse ses frigories en échangeant avec l’air de la chambre (au sein de l’échangeur 4 qui s’y trouve), avant d’être dirigé vers le réchauffeur 2. - > si la température est légèrement supérieure à une température de consigne (par exemple de 0,5°C ou moins), les vannes V1 et V2 sont ouvertes. - > si la température de la chambre 3 est inferieure à une température de consigne, la vanne V1 est fermée et la vanne V2 est ouverte, l’oxygène ne passe pas dans la chambre 3, il est dirigé dans le réchauffeur 2 pour y être vaporisé avant d’atteindre les bassins. - > En aucun cas, selon cette régulation, les vannes V1 et V2 peuvent être fermées en même temps.

Selon un autre des modes de réalisation de l’invention, on met en œuvre une régulation de type proportionnel, que l’on illustrera par la figure 2 annexée.

On le voit bien, dans cette figure, les vannes V1 et V2 précédentes sont remplacées par une vanne trois voies 10.

Selon une logique que l’on comprend bien maintenant, cette vanne trois voies oriente le cryogène en totalité vers la chambre frigorifique 3, ou bien en partie vers cette chambre frigorifique 3 (avec une coefficient de partage qui peut être variable suivant les besoins) ou bien en totalité vers le réchauffeur 2.

En aucun cas les sorties de la vanne trois voies coté chambre 3 et coté réchauffeur 2 ne sont fermées en même temps.

Illustrons l’invention par le calcul thermique qui suit. - 1 kg d’oxygène liquide stocké à 8 bar libère 300kJ lorsqu’il est vaporisé à 8 bar et -30°C. Avec un rendement de 90%, on obtient 270kJ disponible par kg d’oxygène. - Une pisciculture type utilise en moyenne 250Kg d’oxygène par jour soit environ 10kg/heure. - la vaporisation de l’oxygène utilisé peut donc produire une puissance de 270x10 = 2700kJ/h soit 750J/s soit 750Watt. - Pour maintenir à -20°C une chambre frigorifique de 2.5 x 2.5 x 3m avec un coefficient K=0.4 W m'2 K'1 et une température extérieure de 15°C, il faut une puissance de 0.4 x 42.5 m2 x 35K = 595W. - L’introduction d’environ 20 kg de poisson non congelé par jour ainsi qu’une réserve de sécurité pour l’ouverture des portes nécessite une puissance supplémentaire estimée à 150W. Ainsi, pour un besoin total de 745W lorsque la température extérieure est de 15°C, la vaporisation de l’oxygène (750W) permettra de fournir la totalité des besoins en froid de l’opération de congélation.

Claims (3)

1. Revendications

   1. Procédé d’élevage de poissons, du type mettant en œuvre une oxygénation du ou de certains des bassins d’élevage, oxygénation réalisée à partir d’oxygène stocké sur le site sous forme liquide (1 ), et où l’on procède à la vaporisation (2) de l’oxygène liquide avant son injection dans les bassins, élevage où l’on procède également à des opérations (3) de congélation et/ou de maintien en température d’animaux morts ou de restes d’animaux morts, se caractérisant en ce que l’on procède à la récupération (4) de tout ou partie des frigories produites durant ladite vaporisation pour fournir tout ou partie des frigories nécessaires auxdites opérations de congélation ou maintien en température.
2. 2. Procédé d’élevage de poissons selon la revendication 1, se caractérisant en ce que l’on procède à la récupération des frigories produites durant ladite vaporisation et donc à leur valorisation, dans un échangeur (4), échangeur par exemple localisé sur le site d’élevage au sein d’une chambre (3) frigorifique où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température d’animaux morts ou de restes d’animaux morts, échangeur apte à accueillir les fluides suivants et à réaliser les échanges suivants : - l’échangeur est apte à admettre en l’un de ses circuits de canalisations l’oxygène (1 ) à vaporiser ; - l’échangeur est apte à admettre en son sein de l’air (5) à refroidir, par exemple l’air de la chambre frigorifique (3) où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température ; - l’échangeur réalise un échange thermique entre l’oxygène liquide admis (1, V1) et l’air (5) à refroidir et redirige l’air ainsi refroidi vers ladite opération de congélation ou de maintien en température.
3. 3. Procédé d’élevage de poissons selon la revendication 2, se caractérisant en ce que l’on régule ladite récupération de frigories selon l’un des modes suivants : i) on met en œuvre une régulation de type « Tout Ou Rien » où l’oxygène est envoyé : - en totalité (V1) dans une chambre frigorifique (3) où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température, en passant dans ledit échangeur (4) ; ou bien en totalité (V2) dans un réchauffeur atmosphérique (2) réalisant ladite vaporisation avant d’atteindre le ou les bassins ; - et où si la température dans la chambre frigorifique (3) est supérieure à une température de consigne donnée, on ordonne le fait que l’oxygène passe en totalité dans la chambre (3), y laisse ses frigories en échangeant avec l’air de la chambre avant d’être dirigé vers ledit réchauffeur (2), tandis que si la température dans la chambre frigorifique (3) est inferieure à une température de consigne, on ordonne le fait que l’oxygène passe en totalité dans ledit réchauffeur (2) pour y être vaporisé avant d’atteindre le ou les bassins. j) on met en œuvre une régulation de type « Tout Ou Peu» où l’oxygène est envoyé : - en totalité (V1) dans une chambre frigorifique (3) où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température, en passant dans ledit échangeur (4) ; ou bien en totalité (V2) dans un réchauffeur atmosphérique (2) réalisant ladite vaporisation avant d’atteindre le ou les bassins ; - ou bien en parallèle à la fois dans la chambre frigorifique (3) et dans ledit réchauffeur (2) ; - et où si la température dans la chambre frigorifique (3) est significativement supérieure à une température de consigne donnée, on ordonne le fait que l’oxygène passe en totalité dans la chambre (3), y laisse ses frigories en échangeant avec l’air de la chambre avant d’être dirigé vers ledit réchauffeur (2), tandis que si la température dans la chambre frigorifique (3) est légèrement supérieure à une température de consigne donnée, on ordonne le fait que l’oxygène passe en parallèle à la fois dans la chambre frigorifique (3) et dans ledit réchauffeur (2), tandis que si la température dans la chambre frigorifique (3) est inferieure à une température de consigne, on ordonne le fait que l’oxygène passe en totalité dans ledit réchauffeur (2) pour y être vaporisé avant d’atteindre le ou les bassins. k) on met en œuvre une régulation de type « proportionnel » à l’aide d’une vanne 3 voies (10), où l’oxygène est envoyé : - en totalité dans une chambre frigorifique (3) où sont réalisées les dites opérations de congélation ou maintien en température, en passant dans ledit échangeur (4) ; - ou bien en totalité dans un réchauffeur atmosphérique (2) réalisant ladite vaporisation avant d’atteindre le ou les bassins ; - ou bien en partie vers la chambre frigorifique (3), avec un coefficient de partage qui peut être variable suivant les besoins.