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Issue
Lait
Volume 68, Number 4, 1988
Page(s) 443 - 466
DOI https://doi.org/10.1051/lait:1988429
Lait 68 (1988) 443-466
DOI: 10.1051/lait:1988429

Etude des mécanismes du rinçage par un film tombant d'une surface verticale souillée par des solutions modèles et des produits laitiers. Modélisation du phénomène

J.P. TISSIER, M. LALANDE and G. CORRIEU

INRA, Laboratoire de Génie industriel alimentaire, B.P. 39, 59651 Villeneuve-d'Ascq Cedex, France

Abstract - Study of rinsing mechanisms using a falling film on a vertical surface soiled by model solutions and dairy products. Process modeling
An experimental device which comprised a 3 m high vertical plate was built to simulate the wall of a storage tank. The plate was soiled with a falling film of model soiling solution and rinsed by means of a homogenous falling film of osmosed water. A sampling device comprising a high speed sampler was used to quantify total soil removed by rinsing and rinsing kinetics.
The main results obtained were:
Soil amount remaining on the plate after dripping off depended on soiling solution viscosity in agreement with VAN ROSSUMs theory (1958). The composition of the soil removed by rinsing was similar to the composition of the soiling solution.
Rinsing kinetics could be simulated by a model involving three phases. This model took into account plate rugosity, residual soiling and rinsing ability of deposit components. The first phase whose order was equal to zero controlled removal of soiling film overlaying plate rugosity. The second phase whose order was equal to one controlled removal of soiling film contained into plate rugosity. The third phase whose order was superior to one seemed to be controlled by surface phenomena.
Small molecules were removed more rapidly than milk protein and fat. Rinsing removal rate increased according to compounds in the following order: homogenized milk fat and casein micelles, non homogenized milk fat, whey proteins and soluble casein, NaOH and HNO3, Na-fluorescein, sucrose and lactose, NaCl.
A parallel was established between rinsing of storage tanks and rinsing of pipes.


Résumé - Un dispositif expérimental simulant la paroi d'un tank de stockage est constitué d'une plaque verticale qui est souillée sur une hauteur de 2,25 m par 10 dm3 de solution. La plaque est rincée par un film tombant homogène.
Les résultats suivants sont obtenus :
La quantité de souillure restant sur la plaque après égouttage dépend de la viscosité de la solution de souillure.
La cinétique du rinçage qui dépend de l'aptitude au rinçage des composants de la souillure est simulée par un modèle qui comprend trois phases. La première phase, d'ordre zéro, assure l'élimination des fortes épaisseurs de souillure. La deuxième phase, d'ordre un, assure l'élimination de souillures piégées dans les rugosités de la surface. La dernière phase, d'ordre supérieur à un, paraît contrôlée par des phénomènes de surface.
Les petites molécules sont éliminées plus rapidement que les protéines et la matière grasse du lait. La vitesse d'élimination par rinçage croît selon le composé dans l'ordre suivant : matière grasse de lait homogénéisé et micelles de caséine, matière grasse du lait non homogénéisé, protéines du lactosérum et caséine soluble, NaOH et HNO3, fluorescéinate de sodium, saccharose et lactose, NaCl.
Un parallèle est établi entre le rinçage des tanks de stockage et celui des canalisations.


Key words: Rinsing / Mechanism / Falling film / Kinetics / Dairy products / Cleaning solutions

Mots clés : Rinçage / Film tombant / Mécanismes / Cinétique / Produits laitiers / Solution de nettoyage