Doublement du rendement – Le Tricanter® Flottweg appliqué à la production de bioéthanol chez Glacial Lakes Energy LLC

Fort de plus de 20 ans d’expérience dans la production de bioéthanol, Glacial Lakes Energy LLC exploite quatre usines de bioéthanol dans le Dakota du Sud, au nord-ouest des États-Unis. L'entreprise américaine produit également de l’huile de maïs qui, en tant que co-produit de la production de bioéthanol, peut être revendue comme produit de valeur. Pour améliorer le rendement et la qualité de l’huile de maïs extraite, Glacial Lakes Energy LLC a opté pour un Tricanter^® Flottweg sur deux de ses sites de production. La nouvelle technologie de séparation a permis d’obtenir un rendement plus élevé et de produire une huile de très haute qualité. Parallèlement, les temps de fonctionnement ont pu être augmentés tout en réduisant les besoins en maintenance.

Glacial Lakes Energy exploite quatre usines de bioéthanol au Dakota du Sud : Aberdeen, Huron, Mina et Watertown. Les quatre usines sont gérées par Pat Hogan - directeur général - et sont toutes situées dans un rayon d'environ deux heures de route les unes par rapport aux autres. Chaque usine comprend un directeur d'exploitation, un directeur de production et un directeur de maintenance qui sont chacun responsables de leur entretien et de leur exploitation.

 

L’usine GLE-Watertown a été mise en service en août 2002 et a fourni une puissance nominale de 40 millions de gallons par an (MMgy), soit environ 150 millions de litres par an. En 2007, l’usine a été agrandie et produit actuellement plus de 500 millions de litres de bioéthanol. GLE-Mina a été mise en service en juin 2008 pour produire environ 415 millions de litres et fonctionne désormais avec une capacité de plus de 530 millions de litres. En décembre 2019, GLE a acquis deux autres usines de production de bioéthanol à Aberdeen et Huron, dans le Dakota du Sud. L'usine d'Aberdeen produit actuellement environ 190 millions de litres, tandis que celle de Huron produit environ 150 millions de litres de bioéthanol. Au total, les usines de bioéthanol de GLE achètent plus de 125 millions de boisseaux de maïs (3,18 millions de tonnes) par an et produisent plus de 1 363 milliard de litres d'éthanol, 918 000 tonnes de produits d'alimentation animale/drèches de distillation et 51 000 tonnes d'huile de maïs par an.

Le maïs reste la principale source de production de bioéthanol.

L’huile de maïs comme coproduit de valeur issu de la production de bioéthanol

Le bioéthanol se développe de plus en plus comme une alternative durable au carburants fossiles. Différentes matières premières renouvelables, telles que la betterave sucrière, le maïs ou la pomme de terre, constituent la base de la production de bioéthanol. La principale source de matières premières reste le maïs. Les usines de bioéthanol classiques produisent de l'éthanol, des matières solides et un sirop résiduel obtenu par évaporation et séchage de la mélasse fine. De plus en plus d’exploitants d’installations utilisent un autre moyen innovant d’extraction des matières premières : Le Tricanter^®, qui permet d'extraire et valoriser l'huile de maïs à partir de la mélasse fine. L’huile de maïs peut ensuite être utilisée comme additif alimentaire ou pour la production de biodiesel.

 

La structure et le fonctionnement d’un Tricanter^® sont similaires à ceux d’un décanteur (séparation biphasique). La principale différence entre ces deux machines réside dans la le flux du liquide séparé. Dans un Tricanter^{®, trois phases} sont séparées, la matière solide et deux phases liquides : Une phase liquide « lourde » (densité supérieure et dérivée sous pression) et une phase liquide « légère » (densité inférieure et dérivée par gravité et sans pression). Selon ce principe, les huiles sont séparées de la mélasse fine et une matière première supplémentaire peut être extraite. Grâce à sa turbine réglable, le Tricanter^® peut être adapté de manière très flexible aux conditions changeantes du produit et garantit ainsi toujours un résultat de séparation optimal pour une qualité de produit maximale. Un meilleur rendement d’huile permet un retour sur investissement rapide.

Glacial Lakes Energy LLC utilise le Tricanter® Flottweg sur deux de ses sites.

Faible rendement d’huile et machine trop petite : Les défis de Glacial Lakes Energy LLC

Jusqu’à présent, à Aberdeen, GLE utilisait un séparateur à assiettes pour la récupération et la séparation de l’huile. Dans la mesure où la machine était trop petite, avec un mauvais taux de capture et un faible rendement en huile, l'entreprise a décidé de chercher une alternative. Depuis le début, Pat Horgan était convaincu que la production pouvait être augmentée grâce à une installation optimisée. Après de nombreuses recherches, deux solutions de séparation ont finalement été retenues : « Pour nous, la question était d’installer un autre séparateur ou de passer à une autre technologie, comme la séparation triphasique », explique Pat Horgan. « D'un point de vue purement séparation de l’huile, les deux technologies sont bonnes. Pour la séparation de l'huile de maïs dans la production de bioéthanol, nous avons cependant fortement penché pour la séparation en trois phases. C’est la raison pour laquelle nous avons opté pour un Tricanter^®Flottweg. » Les premiers résultats obtenus avec le Tricanter^® ont donné entière satisfaction aux équipes d'Aberdeen selon Horgan : « Après avoir utilisé le Tricanter^®, nous avons constaté une augmentation significative de la capacité. »

 

Début 2021, l’usine de Mina était dans une situation similaire à celle d'Aberdeen : Les séparateurs donnaient un faible rendement en huile, et qui plus est, la qualité était décevante. « Nous étions de nouveau confrontés à la décision de mettre à niveau le système ou de le remplacer par une séparation en trois phases  », explique le responsable des opérations. « Nous avons finalement de nouveau opté pour deux Tricanter^®, qui ont donné d'excellents résultats : Après l’installation des Tricanter^{®, nous} avons pu doubler le rendement en huile. » Comme les deux séparateurs étaient encore pleinement opérationnels, Hogan a décidé de laisser une machine en réserve à Mina pour les procédures hebdomadaires de NEP du Tricanter^®.

Le Tricanter® Flottweg sépare la fine mélasse afin d'extraire et valoriser l'huile de maïs.

La solution aux problèmes : Le Tricanter® Flottweg

Bien que le Tricanter^® ait été un peu plus cher à l'achat que le séparateur, le directeur général Hogan a estimé que plusieurs raisons décisives plaidaient en faveur du Tricanter^®. L'exploitation de la machine était particulièrement déterminante pour Hogan : « La principale raison pour laquelle j’ai finalement opté pour le Tricanter^® est qu’il est beaucoup plus facile à utiliser », explique M. Hogan. « En plus de sa simplicité d'utilisation, il est beaucoup plus fiable que les anciens séparateurs. Le besoin de maintenance d’un Tricanter^® Flottweg est de loin inférieure à celui d’un séparateur. Si les machines sont bien entretenues, un entretien annuel suffit amplement. Les séparateurs, quant à eux, nécessitent une maintenance trimestrielle en plus de leur grande maintenance annuelle ». En ce qui concerne le nettoyage, Hogan a également remarqué que ce dernier était largement plus simple pour un Tricanter^® que pour les séparateurs qui nécessitent plusieurs rinçages par jour à l’eau en plus des nettoyages hebdomadaires.

 

Selon Hogan, ces avantages sont essentiels et justifient le coût d’acquisition du Tricanter^® : « Nous avons quelques personnes très compétentes pour s'occuper des séparateurs dans nos usines. Grâce à leur expérience, la manipulation des séparateurs et le travail qui en découle semblent simplifiés. Mais je sais aussi que ces installations peuvent causer beaucoup de maux de tête si on n'y prête pas attention à 100 % et si tous les processus ne se déroulent pas sans problème », explique M. Hogan. « Le Tricanter^® nous facilite grandement la tâche et est beaucoup plus facile à utiliser. »

 

À l’avenir, Hogan continuera de choisir la technologie de séparation Flottweg et en particulier le Tricanter^® : « Je choisirai à nouveau les décanteurs Flottweg triphasiques, car ils fonctionnent de manière optimale dès le premier jour. Il suffit de les installer et de les entretenir avec soin. C’est ce qui compte le plus pour moi. »