Eco-efficience des procédés de filtrations membranaires du lait

Projet intitulé:

Chaire de recherche industrielle CRSNG-Novalait en efficience des procédés de transformation du lait

Faits saillants

• Les technologies de séparation par membranes ont été ciblées comme modèle d’études du fait de leur utilisation omniprésente dans la chaîne de transformation du lait et de ses coproduits. Ces procédés sont susceptibles d’avoir une incidence positive et significative sur la réduction des coûts de production (achat et remplacement des membranes), sur l’utilisation des ressources naturelles (eau, énergie) et sur la génération de rejets (lactosérums doux et acide, eaux de lavage, etc.) qu’il est nécessaire de traiter.
• Les travaux de la Chaire CRSNG-Novalait en efficience des procédés de transformations du lait visent à optimiser l’utilisation des constituants naturels du lait tout en améliorant les performances des procédés membranaires afin de proposer des solutions novatrices et applicables à court-terme pour l’industrie de la transformation du lait.
• Les travaux étant orientés sur l’amélioration des procédés dans un contexte d’écoefficience, l’approche expérimentale de chacun des axes de la programmation inclut une phase d’évaluation des impacts ainsi qu’une phase de caractérisation de l’état des constituants du système, ce qui permet de poser des hypothèses concernant les points d’amélioration potentiels du procédé.
• La Chaire a permis le développement d’un logiciel de simulation de l’écoefficience en transformation du lait qui est en cours de finalisation et de transfert en vue de son utilisation par le milieu laitier québécois.

Objectifs

Les travaux de la Chaire visent à :

• Identifier de nouvelles approches permettant d’améliorer l’utilisation des constituants naturels du lait, tout en minimisant l’impact environnemental des procédés (eau, énergie, pertes/rejets).
• Développer les outils de mesure et les méthodes d’inventaire appropriés, permettant de quantifier l’effet des procédés sur les paramètres d’éco-efficience en transformation laitière.
• Appliquer les nouveaux outils aux problématiques de transformation du lait et de ses coproduits.

Résultats et bénéfices potentiels

Bénéfices économiques

Hausse de la productivité : la contribution des paramètres de filtration sur l’apparition du colmatage et l’augmentation de la consommation énergétique des systèmes baromembranaires lors du fractionnement des constituants laitiers permet de générer des données d’intérêt servant d’outil d’aide à la décision pour les transformateurs laitiers afin d’optimiser leur productivité en usine.

Diminution des coûts de transformation : l’étude des mécanismes d’établissement des biofilms, de leur contribution à la perte de performance des procédés baromembranaires et la mise en place de solutions permettant de contrôler leur formation à long terme permettra aux industriels laitiers de minimiser les coûts liés au remplacement et au nettoyage des membranes.

Amélioration de la qualité des produits générés : la compréhension des mécanismes liés aux modifications des propriétés physico-chimiques des matrices laitières concentrées permet d’optimiser leur stabilité et leur qualité à l’entreposage permettant leur utilisation potentielle pour la transformation fromagère.

Bénéfices environnementaux

L’ensemble des études liées à l’optimisation des paramètres de filtration pour le contrôle des colmatages organiques et microbiologiques induisent 1) une diminution des intrants et extrants liée à une baisse de la consommation d’énergie et de solutions/effluents de nettoyage et à une optimisation de la durée de vie des membranes et permettra 2) le développement d’un logiciel de simulation de l’écoefficience : adapté aux procédés de transformation du lait et permettant de tester différents scénario de production en lien avec des données économiques (coût des matières premières et des ressources) et environnementales et de choisir le plus écoefficient.

Bénéfices sociaux

Le citoyen étant davantage socialement responsable dans ses habitudes de consommation, l’ensemble des avantages présentés ci-dessus permettront à long terme de mieux répondre aux préoccupations des consommateurs d’un point de vue développement durable.

Professionnels formés

Les finissants de la Chaire ont en commun une formation de pointe et un intérêt particulier pour les sciences laitières, l’écoefficience en transformation et le développement durable.

• Daniel Tremblay-Marchand (MSc) – Janvier 2016
• Stéphanie Méthot-Hains (MSc) – Avril 2016
• Dany Mercier-Bouchard (MSc) – Avril 2017
• Gabrielle Beaulieu-Carbonneau (MSc) – Décembre 2017
• Camile Gavazzi-April (MSc) – Avril 2018
• Iris Dussault-Chouinard (MSc) – Avril 2019
• Isabelle Fournier (MSc) – Novembre 2019
• Amandine Bouyer (MSc) – Décembre 2019
• Virginie Damphousse (MSc) – Avril 2020
• Scott Benoit (PhD) – Juin 2018 + (Boursier postdoctoral MITACS) : 2018-2020
• Agathe Lauzin (PhD) – Décembre 2018
• Julien Chamberland (PhD) – Août 2018 + (Stage postdoctoral INRA) : 2018-2019

Partenaires financiers

• Conseil de recherche en sciences naturelles et génie du Canada
• Novalait
• Fondation canadienne pour l’innovation (FCI – Fonds des leaders)
• Université Laval

Article : Chaire en efficience des procédés de transformation du lait