Rédigé par M. Pascal FEUCHT (FEUCHT SA) avec la collaboration de Monsieur RIGAL (Directeur de COGNIS à Boussens)
La Société COGNIS, appartenant au groupe financier américain Goldman Sachs et au groupe financier britannique Permira , fabrique, sur le site de Boussens au sud de Toulouse, divers stérols tirés de la transformation d'huiles végétales. Les stérols sont utilisés en pharmacie pour le traitement du choléstérol et des maladies cardio-vasculaires, dans l'agro-alimentaire comme compléments nutritifs et dans l'industrie cosmétique.
L'accroissement de la demande en stérol et en dérivés de stérol a conduit à la création d'une nouvelle unité de fabrication. Après une phase de synthèse traditionnelle, ce stérol est isolé sous la forme d'un produit fondu qui nécessite d'être conditionné par refroidissement.
Le choix d'une écailleuse à tambour, utilisée depuis le lancement du produit, a été remis en cause dans le cadre de ce nouvel atelier. Cette technologie éprouvée a cependant l 'inconvénient de produire des poussières lors de la rupture du film solide en écailles. Ces fines sont en partie entrainées avec les écailles mais recouvrent aussi les pièces mécaniques de l'écailleuse.
Ceci demande donc un nettoyage soigneux de la machine entre les diverses campagnes de production.
Les écailles produites et mises en big bag avaient aussi tendance à coller entre elles.
Parmi les différentes formes solides possibles, le pastillage a été envisagé, d'autant plus que COGNIS dispose déjà d'une bande refroidisseuse. Une pastilleuse à disques superposés, prenant moins de place au sol, était aussi une solution.
Mais finalement c'est la technologie de Prilling qui a été retenue.
Les granules obtenues sont exemptes de fines, présentent une très bonne coulabilité, et sont donc faciles à doser pour l'utilisateur du produit.
Cette forme solide présente aussi l'avantage de refondre plus facilement que les pastilles, plus massives et contenant quelques fines.
Le Prilling a été validé suite à la production d'un lot réalisé sur le pilote industriel de GMF-Gouda, qui a aussi permis d'échantillonner les clients finaux.
Deux technologies de Prilling étaient en compétition : le Prilling traditionnel et le Prilling cryogénique.
C'est sur ce dernier, plus compact, qui utilise l'azote liquide à - 196°C pour figer les gouttelettes produites, que COGNIS a porté son choix.
Ce Prilling cryogénique a été mis au point et breveté par la Société Hollandaise GMF-Gouda, représentée en France par FEUCHT SA.
Le produit fondu est introduit, par une pompe ou depuis un fondoir sous pression, dans une ou plusieurs têtes de prilling. Chaque tête est constituée d'une plaque inférieure perforée d'un grand nombre de trous et d'une membrane métallique supérieure mise en vibration.
L'excitation de cette membrane, à une fréquence définie en fonction de la viscosité du produit, crée la séparation des jets liquides de produit en une succession de gouttes parfaitement calibrées. Celles-ci traversent une colonne dans laquelle est injecté de l'azote liquide à - 196°C, ce qui provoque une solidification immédiate de la paroi extérieure des gouttelettes. La solidification à cœur est obtenue dans le lit fluidisé situé sous les colonnes cryogéniques.
Le lit fluidisé annulaire transporte en un mouvement toroïdal les granules à solidifier. Cet ensemble (figure 1) fonctionne en boucle fermée à l'azote. Il n'y a aucune pièce mécanique en mouvement.
Figure 1 - Le schéma de l'installation en boucle fermée
tel qu'il figure dans la documentation commerciale GMF
Un cyclone avec un filtre de décolmatage automatique ainsi qu'un refroidisseur sur la boucle d'azote gazeux complète l'installation.
Les granules sortent gravitairement du lit fluidisé, tombent dans un sas alvéolaire qui alimente la ligne de conditionnement.
Lors de la mise en service, il a principalement fallu régler le débit et la pression d'azote liquide et gazeux en fonction du débit du produit fondu ainsi que différents seuils de températures pour le contrôle du procédé.
Sur l'application décrite ci-dessus, le taux de fines produites dans l'installation et récupérées dans le cyclone est inférieur à 1 % . Ces fines sont recyclées dans un fondoir.
La consommation d'azote liquide est de l'ordre de 30 à 35 % du débit d'alimentation en produit fondu.
Cette technologie de Prilling Cryogénique est innovante, compacte, elle permet des productions allant jusqu'à 10 T/h et est une alternative aux technologies traditionnelles dans la mesure où les produits acceptent le surcoût que représente l'azote liquide.
Figure 2 - Une photo de la tête de prilling prise sur le site
