Il est assez difficile d'estimer les économies d'empreinte carbone réalisées en passant de méthodes moins efficaces de nettoyage des réservoirs à des méthodes plus modernes. Une approximation des niveaux d'économie peut être faite si nous utilisons le coût global comme mesure de substitution de l'impact environnemental. Cette méthode n'est pas parfaite, mais dans le cas du nettoyage des réservoirs, il est plus ou moins vrai que si l'on réduit les coûts, la durabilité sera accrue.
Tout d'abord, la consommation globale d'eau doit être calculée pour chaque étape du nettoyage.
Il faut également calculer le coût de tous les produits chimiques utilisés dans les étapes caustiques.
Le coût du chauffage de l'eau doit être calculé. Cela est assez simple en utilisant le coût énergétique de l'entreprise en Kwh multiplié par le Kwh nécessaire pour porter l'eau à la température souhaitée. Cette valeur peut être modifiée à la baisse si l'on utilise la chaleur récupérée dans une autre partie de l'usine. Ainsi, si 50 % de la chaleur est récupérée, le coût total peut être réduit de moitié.
Ensuite, il faut calculer le coût du traitement et de l'élimination de l'eau. Celui-ci variera considérablement en fonction de la charge de DCO et de DBO des eaux usées. Lorsque des systèmes CIP de récupération de l'eau sont utilisés, une estimation du pourcentage d'eau récupérée doit être faite pour réduire ce coût. Ainsi, si seulement 25 % de l'ensemble de l'eau utilisée est mise en décharge, ce coût peut être réduit de manière similaire. Ce "pourcentage de récupération" peut, bien entendu, être appliqué au coût de l'eau initiale et, lorsque les caustiques sont recyclés, au coût des produits chimiques.
Enfin, il faut calculer les coûts énergétiques nécessaires pour pomper les fluides à chaque étape de la propreté. Ces coûts peuvent être calculés à partir de la puissance de la pompe et du temps nécessaire. Dans la pratique, cependant, cela a un effet très faible sur le coût global par rapport aux autres coûts. Une pompe de 2,5 kW fonctionnant pendant un cycle de nettoyage d'une heure a un coût énergétique de 0.35 € (à 14 p/Kwh), ce qui représente probablement moins de 5 % du coût total du nettoyage. Toute modification de la puissance de la pompe vers une pression plus élevée, mais un débit plus faible, est susceptible de s'équilibrer, ce qui signifie que les changements dans les coûts de pompage seront négligeables par rapport aux autres facteurs.
Lorsque tout cela est additionné, on obtient une estimation du coût de chaque cycle de nettoyage. Ce coût est une mesure de substitution raisonnable de l'impact environnemental.
Prenons l'exemple suivant
Le cycle de nettoyage actuel est effectué par une boule statique SVSTW filetée 3/4" de la qui fonctionne à 314 litres par minute à 2 bars. Le cycle de nettoyage consiste en un pré-rinçage de 10 minutes, un nettoyage caustique de 40 minutes et un rinçage final de 10 minutes. Le nettoyage à la soude caustique se fait à 80 degrés (60 au-dessus de la température ambiante). On estime que 75 % de l'eau peut être récupérée et réutilisée et que 50 % du chauffage peut être fourni par récupération de chaleur. Le coût de l'énergie est estimé à 0.14 € par Kwh. Le coût de l'eau douce est estimé à 1,3 € par m3 et celui du traitement de l'eau à 3 € par m3.
Ces chiffres sont ensuite comparés à ceux d'un nettoyeur à jet rotatif fonctionnant à une pression de 8 bars, par exemple l'Orbitor 2 avec des buses de 6 mm. Ce dernier a un cycle de nettoyage de 19,5 minutes et un débit de 140 litres par minute. Pour les cycles de pré-rinçage et de rinçage, un demi cycle de nettoyage peut être utilisé sur ces nettoyeurs de réservoir car le mouillage complet est toujours réalisé dans ce temps-là.
| Cycle | Temps de Cycle (min) | Débit (l/min) | Coût de l’eau | Coût des eaux usées | Coût d’energie KWhr (€) |
oC chauffé | % de chauffage de la recupération |
% de l’eau recupérée | Coût total/m3 d’eau utilisée | Coût total/ cycle |
| Pré rinçage | 10 | 314 | €1.30 | €3.00 | €0.14 | 0 | 50% | 75% | €1.08 | €3.38 |
| Cycle des caustiques | 40 | 314 | €1.30 | €3.00 | €0.14 | 60 | 50% | 75% | €5.98 | €75.05 |
| Rinçage | 10 | 314 | €1.30 | €3.00 | €0.14 | 0 | 50% | 75% | €1.08 | €3.38 |
| Coût total/ cycle | €81.80 |
| Cycle | Temps de Cycle (min) | Débit (l/min) | Coût de l’eau | Coût des eaux usées | Coût d’energie KWhr (€) |
oC chauffé | % de chauffage de la recupération |
% de l’eau recupérée | Coût total/m3 d’eau utilisée | Coût total/ cycle |
| Pré rinçage | 10 | 140 | €1.30 | €3.00 | €0.14 | 0 | 50% | 75% | €1.08 | €1.51 |
| Cycle des caustiques | 20 | 140 | €1.30 | €3.00 | €0.14 | 60 | 50% | 75% | €5.98 | €16.73 |
| Rinçage | 10 | 140 | €1.30 | €3.00 | €0.14 | 0 | 50% | 75% | €1.08 | €1.51 |
| Coût total/ cycle | €19.74 |
On peut toujours discuter de la quantité de chaleur et d'eau récupérée ou du coût brut de l'électricité et de l'eau, mais le principe de base reste solide : moins on utilise de m3 d'eau, traitée et chauffée dans un cycle de nettoyage, moins l'impact environnemental est important.
Il y aura des coûts initiaux. Les boules statique ou rotatives fonctionnent généralement à une pression d'environ 2 bars. Les têtes à jet rotatif fonctionnent mieux entre 8 et 10 bars, il peut donc être nécessaire de mettre à niveau la pompe de NEP lors de l'échange. En termes de débit, les systèmes à jet rotatif seront normalement beaucoup plus faibles, de sorte que le coût global du pompage (même à la pression la plus élevée) ne changera pas tant que cela, mais il faudra peut-être investir pour changer la pompe afin d'obtenir une pression maximale plus élevée.
Les nettoyeurs à jet rotatif eux-mêmes sont plus chers que les boules de pulvérisation ou les centrifugeuses, ce qui doit également être pris en considération, là encore il s'agit d'une dépense d'investissement unique.
Il est peu probable qu'il faille changer la tuyauterie. Les débits globaux seront généralement plus faibles, de sorte que la tuyauterie qui alimente les boules de pulvérisation statiques ou rotatives existantes suffira dans presque tous les cas pour la nouvelle fonction.
Normalement, les investissements nécessaires à l'échange peuvent être payés en quelques mois. Prenons l'exemple ci-dessus. Si nous supposons un investissement de 5 000 € pour une nouvelle pompe à haute pression et de 3 000 € pour couvrir le nouveau nettoyeur de réservoir et ses accessoires, nous avons alors une dépense de 8 000 € pour les nouveaux systèmes. Ajoutons à cela 2 000 € de frais d'installation pour une somme ronde de 10 000 € d'investissement pour passer à de nouveaux têtes à jet rotatif. Si le réservoir est nettoyé une fois par jour, nous constatons un remboursement dans les 161 jours, soit en moins de 6 mois. Il est évident que pour les sites comportant plusieurs réservoirs alimentés par le même système de CIP, le remboursement sera beaucoup plus rapide. Conclusions
L'amélioration de l'efficacité des opérations de nettoyage des réservoirs peut contribuer à ce qu'une organisation atteigne ses objectifs de durabilité. Dans certaines industries, comme les produits laitiers, cette contribution peut être très importante alors que dans d'autres, elle est plus modeste. Les boules de pulvérisation statiques et rotatives sont encore très couramment utilisées, ce qui signifie que les ingénieurs ont une grande chance d'atteindre ces objectifs de durabilité. C'est une victoire rapide et sans douleur lorsqu'on essaie de réduire l'empreinte écologique d'une organisation. La vraie bonne nouvelle est que les coûts de l'échange peuvent être rapidement remboursés et que l'atteinte des objectifs de durabilité peut également satisfaire les comptables. Une situation profitable pour tout le monde.