Deux alternatives s’offrent à eux : abattre les taux de phosphore de leurs effluents par des traitements physico-chimiques, mais cette alternative a pour conséquence une grande production de boues et des coûts supplémentaires ; ou supprimer le phosphore à la source en remplaçant l’acide phosphorique par une autre solution moins polluante... Mais celle-ci peut s’avérer moins efficace.
Dans cette seconde optique, Arkema a récemment mis au point un acide de remplacement qui se distingue par son efficacité : Scaleva®. Ce nouvel acide, techniquement fiable, économiquement viable et respectueux de l’environnement, vise à aider les industriels de l’agroalimentaire dans leurs efforts de respect de l’environnement.
Difficile de substituer l’acide phosphorique dans les solutions de nettoyage des installations des usines de l’agroalimentaire. Ce triacide cumule les atouts d’un acide faible et d’un acide fort, à la fois dégraissant et détartrant. Pourtant, les laitiers, les fromagers et les brasseurs, etc. font tout pour lui trouver une alternative acceptable. Car le phosphore a un mauvais profil écologique : il est le principal responsable de l’eutrophisation des cours d’eau.
Des directives européennes contraignantes pour les industriels
[Photo : Scaleva/H3PO4/Sulfamique/Citrique 70 °C – 1 % MA – Tests conditions : un cube de carbonate de calcium (1 cm³) est immergé dans 100 g de solution acide (10 g/l, équivalent à 1 % en poids de Matière Active - MA) durant 5 et 15 min à 70 °C.]
La politique communautaire dans le domaine de l’eau a assigné comme objectif qu’en 2015, la teneur en phosphore dans toutes nos rivières soit au maximum de 0,2 ppm. Dans le cas où cette valeur seuil serait dépassée, les industriels ayant leur propre station de traitement d’eau, mais aussi les stations de traitement d’eau communes (regroupement de stations industrielles ou communales) se verraient alors appliquer des sanctions financières par les autorités.
La Directive européenne concerne la lutte contre la pollution de l’eau causée par une longue liste de substances dangereuses. Le phosphore fait partie de la liste dite « liste II second tiret de la directive 76/464 », liste de substances pour lesquelles chaque État membre a la responsabilité de prendre les mesures nécessaires pour réduire leur présence dans l’eau.
Difficile de trouver une alternative aussi efficace que l’acide phosphorique
Éliminer le phosphore de ses rejets aqueux est techniquement possible, mais cela s’avère difficile et coûteux. Depuis plusieurs années, les industriels utilisateurs de formulations nettoyantes, conscients des effets néfastes du phosphore sur l’environnement, travaillent sur la réduction à la source du phosphore. Ne pouvant pas agir sur les matières premières essentielles conditionnées contenant à l’origine du phosphore (lait, viande…), ils ont demandé à leurs fournisseurs de solutions nettoyantes de trouver des alternatives au phosphore. Les acides nitrique et sulfamique ont alors été utilisés. Mais les solutions à base de ces acides ne sont pas aussi satisfaisantes que celles à base d’acide phosphorique du point de vue de la performance de nettoyage, de la compatibilité avec les matériaux utilisés dans les usines agroalimentaires, ou encore de leur mauvais profil écologique par la formation de nitrates.
Traiter le phosphore : une démarche qui induit des coûts additionnels en aval
Il existe également des alternatives qui consistent à utiliser toujours plus de réactifs pour abattre chimiquement les taux de phosphore dans les effluents. Mais celles-ci induisent d’autres contraintes, telles que la formation de grandes quantités de boues qui sont difficiles à éliminer. Cette élimination est à la charge de l’industriel. Les voies d’élimination sont principalement par épandage ou à défaut par incinération. Cette étape peut s’avérer très onéreuse (stockage des boues, analyse physico-chimique des boues, zones disponibles d’épandage, et périodes d’épandages limitées dans l’année). Arkema, en collaboration avec des partenaires industriels, a évalué ce coût à 4 500 €/t de phosphore. Un coût à ajouter au prix de la formulation nettoyante et qui fait partie du coût réel du nettoyage pour l’industriel.
Une solution innovante et économique en remplacement du phosphore
Dans le contexte environnemental actuel où les autorités européennes et nationales intensifient les contraintes pour réduire la teneur en phosphore et azote dans les eaux de rejets après traitement, Arkema a mis sur le marché en 2007 Scaleva®, une matière première pour le nettoyage industriel, qui permet un excellent compromis : un nettoyage efficace des moules, cuves de stockage et canalisations utilisés dans l’industrie agroalimentaire, tout en respectant les directives environnementales européennes sur la limitation des rejets de phosphore.
Issue d’une molécule originale, biodégradable, Scaleva® constitue une alternative très efficace à l’acide phosphorique dans les formulations nettoyantes : il ne contient ni phosphore, ni azote et n’apporte que très peu de DCO (Demande Chimique en Oxygène) dans l’effluent.
Scaleva® présente de nombreux avantages aussi bien pour les fabricants de produits nettoyants que pour les utilisateurs finaux de l’industrie agroalimentaire.
- * Cet acide organique permet de réduire à la source les rejets de phosphore et ainsi de respecter plus facilement les teneurs réglementaires. Il ne nécessite pas de coûts de traitement chimique supplémentaire pour précipiter ou décomposer l’acide.
- * Scaleva® est biodégradable à 100 % en 28 jours en station d’épuration. C’est donc une biodégradabilité complète (alors qu’au sens du règlement CE 648/2004, un détergent est considéré comme biodégradable si le niveau de biodégradation — minéralisation — mesuré selon le test OCDE 301 F est d’au moins 60 % dans les 28 jours).
- * Les produits de décomposition, dioxyde de carbone, eau et sulfates, ne sont pas polluants pour l’environnement et, par conséquent, les effluents traités en station d’épuration biologique en aérobie peuvent être rejetés dans les rivières directement.
- * Enfin, la solution finale, utilisée à la concentration typique de 10 à 50 g/l, se révèle peu corrosive vis-à-vis des matériaux en acier inoxydable 304L et 316L et des moules en polypropylène utilisés dans l’industrie : après plusieurs années de tests, Arkema a pu en effet valider l’excellent vieillissement des matériaux soumis à des lavages très fréquents et à de fortes contraintes thermiques (1). Il n’exige donc aucune modification des installations existantes.
- * En outre, Scaleva® est une solution liquide stable jusqu’à 200 °C, sans odeur et qui ne mousse pas.
De plus Scaleva® peut être formulé avec des désinfectants soutenus dans le cadre de la directive communautaire 98/8/CE, pour faire des solutions détergentes-désinfectantes.
La preuve par les études : Scaleva® versus acide phosphorique, citrique et sulfamique
Des études démontrent que Scaleva® est plus efficace que l’acide phosphorique, citrique ou sulfamique pour la solubilisation de la principale impureté du tartre, le carbonate de calcium.
Même dilué à faible concentration Scaleva® affiche une efficacité supérieure aux autres solutions pour la dissolution du tartre surtout sur les temps de contact.
[Encart : Le laboratoire corrosion d’Arkema basé au centre de recherche en Rhône-Alpes, a évalué la corrosion de différents matériaux avec des solutions aqueuses de Scaleva® à différentes concentrations en utilisant soit des méthodes de mesure par immersion longue durée selon la norme ASTM G31-72 (1995), soit par des tests d’électrochimie.
Le contrôle de l’état de surface des matériaux est effectué par microscope optique pour les métalliques et par microscopie électronique (MEB-EDX) pour les non-métalliques.
Selon ces tests, une solution aqueuse de Scaleva® à environ 30 g/l génère une vitesse de corrosion inférieure à 5 µm/an sur les aciers inoxydables standards à une température de 90 °C, donc bien en dessous de ce qui est accepté par l’industrie en général.
Pour les polyoléfines, l’état de surface des coupons ne se dégrade pas après plusieurs jours, qu’ils soient totalement immergés ou soumis à un recyclage par aspersion continue avec une solution aqueuse de Scaleva® à 30 g/l maintenue à 70 °C.]
Très court représentatif des nettoyages en place.
L’acide sulfamique présente une efficacité proche de celle de Scaleva®, mais cet acide génère dans les effluents aqueux des nitrates par décomposition.
De plus, pour les formulateurs, cet acide est disponible uniquement sous forme de poudre, avec une solubilité dans l’eau très limitée par rapport aux autres acides qui eux sont souvent fortement, voire totalement, miscibles dans l’eau.
Scaleva® permet une attaque plus rapide du carbonate de calcium. Arkema a acquis des données similaires pour d’autres salissures inorganiques spécifiques à l’industrie agroalimentaire.
[Publicité : Le Guide de l’Eau – Éditions Johanet]
