VAPEUR : COMMENT TIRER PROFIT D’UN PRODUIT NATUREL

La vapeur est un produit naturel dans de nombreux contextes de production. L’avantage caché est que la vapeur peut être captée en vue d’une utilisation ultérieure et des économies. La vapeur est une ressource inestimable et est déjà un sous-produit. Découvrez comment l’exploiter, économiser et gagner en efficacité.

Qu’est-ce qu’un purgeur de vapeur ?

Le purgeur de vapeur utilise une soupape dans un système, comme un réservoir de chaudière, pour conserver la vapeur. En retenant la vapeur, on la force à libérer sa chaleur et à se condenser en eau, qui est ensuite évacuée par la vanne. Le premier avantage du purgeur de vapeur est qu’il permet d’économiser de la chaleur naturelle (ou de l’énergie). Le second avantage est que les conduites de vapeur sont exemptes d’eau susceptible de causer des dommages coûteux.

Il existe trois principaux types de purgeurs de vapeur :

1. Thermostatique : ces purgeurs de vapeur détectent la température du condensat produit par la vapeur. Lorsqu’il détecte que la température du condensat a suffisamment diminué, il fait passer le fluide. Lorsque la vapeur chauffée atteint le purgeur, celui-ci se ferme automatiquement à la température la plus élevée.
2. Mécanique : les purgeurs de vapeur utilisant la méthode mécanique sont les purgeurs à flotteur inversé et les purgeurs à flotteur sphérique, qui détectent tous deux la densité de la vapeur par rapport au condensat et ne laissent passer que le condensat.
3. Thermodynamiques : ces purgeurs utilisent la formation de la vapeur par rapport au condensat pour juger du moment où le fluide peut être libéré. Lorsque du condensat est produit, il est libéré par un soufflet qui se contracte et ouvre le clapet.

Les purgeurs de vapeur ont également trois fonctions :

1. Le purgeur de vapeur permet d’évacuer l’air et les autres gaz non condensables du système. Autrement, le transfert de chaleur sera affecté si la vapeur ne peut pas traverser l’équipement.
2. Les purgeurs de vapeur contiennent de la vapeur, une ressource précieuse en raison de sa chaleur/énergie et du fait qu’il s’agit d’un sous-produit naturel de la production, de sorte qu’elle ne coûte pas plus cher que ce qui est déjà fabriqué.
3. La vapeur emprisonnée élimine le condensat ou l’eau. L’eau peut endommager les conduites de vapeur en provoquant des coups de bélier, une perte de chaleur et un obstacle au passage de la vapeur.

Quand la vapeur est-elle produite ?

La vapeur peut être produite de manière naturelle et volontaire dans plusieurs secteurs. Par exemple, l’industrie alimentaire et des boissons produit de la vapeur en utilisant la chaleur pour purifier les aliments et les boissons destinés à la consommation. De même, l’industrie pharmaceutique utilise de la vapeur pour assurer la sécurité des vaccins. Toute industrie utilisant des chaudières produira aussi de la vapeur, car la production exige une grande quantité de chaleur. L’utilisation d’un système de pression de vapeur permet des économies supplémentaires, un meilleur rendement et une production accrue.

Types de vapeur et leurs applications

Vapeur saturée (ou vapeur sèche)

La vapeur saturée est le type de vapeur le plus courant dans un environnement industriel du fait de ses propriétés de transfert de chaleur. C’est un atout pour les applications de chauffage. Ce type de vapeur peut être rapidement et facilement contrôlé par une gestion de pression. La vapeur sèche se forme au moment où l’eau bout dans une chaudière. L’accroissement de la chaleur évapore la vapeur et élimine l’humidité.

Vapeur surchauffée

Ce type de vapeur sert surtout à la production de vapeur pour alimenter les turbines. Son efficacité n’est pas aussi grande que celle de la vapeur saturée en termes de transfert de chaleur. Cette vapeur est encore plus sèche que la vapeur saturée et peut ainsi être utilisée dans les turbines à vapeur où le refroidissement peut être difficile. Étant donné que cette vapeur est très sèche, il y a moins de risque qu’elle se transforme en condensat et nuise au système. 

En général, des réchauffeurs électriques sont utilisés pour augmenter suffisamment la température afin d’obtenir ce niveau de sécheresse. La vapeur surchauffée, comme son nom l’indique, est d’abord de la vapeur saturée, mais elle est chauffée encore plus pour atteindre cet état.

Vapeur culinaire

Ce type de vapeur est utilisé dans l’industrie alimentaire et des boissons. Quand on en vient à la consommation, la production doit éliminer les contaminants et la corrosion. La vapeur culinaire passe par des systèmes de filtration et des inhibiteurs de corrosion afin de garantir son utilisation en toute sécurité.

Vapeur filtrée

Comme la vapeur culinaire, la vapeur filtrée est soumise à un processus de filtration pour éliminer les condensats, les contaminants et les impuretés. Elle est soumise à un processus aussi rigoureux parce que la vapeur filtrée est normalement utilisée pour la stérilisation.

Vapeur pure

La vapeur pure et la vapeur propre constituent le côté le plus propre de la production de vapeur. La vapeur pure est produite à partir de l’eau d’alimentation et des chaudières électriques. On l’utilise quand les conditions sensibles et stériles sont cruciales, par exemple dans la production de produits injectables dans l’industrie pharmaceutique. Pour produire de la vapeur pure, il faut des conditions plus strictes. 

L’eau d’alimentation doit être doublement osmosée et la chaudière doit être en acier inoxydable pour éviter les impuretés. Ces restrictions et conditions augmentent le coût de production de la vapeur pure.

Parmi les applications de la vapeur pure, on peut citer la production d’aliments biologiques pour que les produits consommables ne contiennent pas de produits chimiques, la production pharmaceutique pour s’assurer que des produits sûrs sont injectés/ingérés, et l’assainissement où la stérilisation de l’équipement est essentielle, comme dans les salons de tatouage, les cabinets dentaires et les hôpitaux.

Vapeur propre

Cette forme de vapeur est légèrement moins pure que la vapeur pure. L’eau d’alimentation peut être déminéralisée ou osmosée, mais une chaudière en acier inoxydable est toujours nécessaire. La vapeur propre peut être utilisée de la même manière que la vapeur pure, mais elle ne doit pas être stérilisée de manière aussi stricte. Comme dans le secteur pharmaceutique, la vapeur propre est assez pure pour les produits non injectables, mais pas pour les produits injectables. Tout comme la vapeur pure, elle ne contient pas d’additifs ou de produits chimiques.

Vapeur utilitaire (ou vapeur d’usine)

Ce type de vapeur peut être assimilé à une vapeur saturée. Elle est produite par des chaudières conventionnelles et peut être utilisée pour créer d’autres types de vapeur. Par exemple, c’est un précurseur de la vapeur filtrée. Ce type de vapeur ne convient pas aux environnements fragiles, qu’ils soient médicaux ou stériles.

Vapeur instantanée

Enfin, la vapeur utilitaire, lorsqu’elle est produite selon des méthodes spécifiques, est de la vapeur instantanée. En utilisant une pression et des températures élevées, la vapeur instantanée est créée rapidement. Bien que la méthode soit différente, elle peut être employée de la même façon que la vapeur utilitaire.

Comment tirer profit du piégeage de la vapeur

Avant que la vapeur ne soit emprisonnée, toute la vapeur produite était relâchée sans être utilisée. La vapeur étant de la chaleur et de l’énergie, il s’agit d’un gaspillage de ressources précieuses. Étant donné que bon nombre de ces exemples et industries ont besoin de chaleur pour fonctionner, il est logique que le fait d’économiser de la chaleur supplémentaire et de l’utiliser contribue à l’efficacité et aux coûts de production.

1. L’atomisation fait appel à l’injection de vapeur pour améliorer le rendement de combustion au besoin. Une combustion plus complète réduit le risque de dépôts de carbone, un impact environnemental moindre et un pompage facile.
2. Le séchage à la vapeur est plus efficace et moins coûteux qu’un séchage à l’air chaud. L’utilisation de la vapeur déjà produite fait évaporer l’humidité additionnelle tout en réduisant les coûts d’énergie et de séchage.
3. Les systèmes de CVC sont optimisés au moyen de systèmes à pression de vapeur pour accroître l’humidité. En milieu médical et stérile, cette humidité est utilisée à des fins de stérilisation. La vapeur et l’humidité qui circulent dans les systèmes CVC améliorent également le transfert de chaleur.
4. Les turbines sont entraînées par la production de vapeur, un moyen efficace de produire de l’énergie. La récupération de la vapeur et son utilisation dans les turbines augmentent la production d’énergie qui peut être transférée à d’autres parties de l’usine.

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