Les scientifiques sont à la recherche d’un système de pompe à chaleur plus respectueux de l’environnement et plus économique pour sécher les aliments et les produits alimentaires, allant des céréales pour le bétail aux chips de pomme dans les supermarchés.
Rosana Moreira, Ph.D., professeur au département de génie biologique et agricole de la faculté d’agriculture et de sciences de la vie de Texas A&M, possède des décennies d’expertise dans les technologies de transformation des aliments, y compris la déshydratation. Cette dernière pourrait finalement être intégrée dans la nouvelle technologie.
Le professeur Moreira fait partie d’une équipe de recherche chargée de développer un système de pompe à chaleur pour améliorer l’efficacité énergétique du séchage à l’air des produits à des températures extrêmement élevées. Les séchoirs traditionnels sont gourmands en énergie et fonctionnent au gaz naturel ou à l’électricité produite par les combustibles fossiles.
Un financement pour une technologie innovante
Une subvention de 3 millions de dollars accordée par le département de l’énergie des États-Unis vise à réduire la pollution carbonique industrielle et à tendre vers des émissions nettes nulles en mettant en œuvre des technologies innovantes d’ici 2050.
« Nous aiderons à évaluer cette technologie novatrice », a indiqué la chercheuse. « Le Dr O’Neill et son équipe font quelque chose d’unique, et nous serons chargés d’analyser l’efficacité de la technologie et de déterminer si son utilisation peut affecter la qualité du produit ».
Une technologie de pompe à chaleur innovante
« L’industrie alimentaire et des boissons des États-Unis, qui emploie près de 2 millions de travailleurs et expédie presque 1 billion de dollars de produits chaque année, représente environ 10% de toute l’énergie utilisée dans le secteur manufacturier au niveau national, » a déclaré Zheng O’Neill professeur associé de génie mécanique. Cette dépense énergétique ne tient pas compte des processus de séchage après la récolte dans les secteurs alimentaire et agricole.
O’Neill et son équipe poursuivent un système de pompe à chaleur innovant qui intègre la déshumidification, des capteurs connectés à Internet à faible coût, l’assimilation de données et des contrôles prédictifs sans modèle pour gérer intelligemment et en toute sécurité les processus de déshydratation des aliments.
« La climatisation est de plus en plus nécessaire car le stress thermique est devenu un problème environnemental et sanitaire majeur, qui affecte de manière disproportionnée les communautés défavorisées », a ajouté Zheng O’Neill. « La voie la moins coûteuse pour la décarbonation des bâtiments consiste à éliminer les émissions directes grâce à l’électrification – l’utilisation de pompes à chaleur – et à la réduction de la consommation d’énergie des bâtiments. Il est donc urgent d’innover en matière de matériaux de construction et de technologies de refroidissement et de déshumidification pour faire face à l’urbanisation continue, à la croissance démographique et au réchauffement de la planète. »
Les chercheurs évalueront l’efficacité énergétique de la nouvelle technologie avec des modèles et comment le nouveau processus impacte les caractéristiques physiques et sensorielles du produit. Les étudiants en doctorat de son équipe rassemblent des données liées à la mathématique et à la physique pour les modèles, et l’équipe commencera à collecter des données expérimentales en janvier.
En synthèse
Ce travail reste un bon exemple de la manière dont les professeurs s’engagent dans la résolution de problèmes de manière synergique.
« Je suis ravi que le Dr Moreira et son équipe aient cette opportunité de fournir des informations et des compétences », a déclaré Patricia Smith, Ph.D., chef du département de génie biologique et agricole. « Ce projet a un fantastique double impact de recherche en aidant à créer des solutions innovantes pour l’énergie durable qui offrent également des avantages économiques pour les parties prenantes à travers un énorme spectre ».
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la déshydratation des aliments ?
La déshydratation des aliments est un processus qui consiste à éliminer l’eau des aliments pour prolonger leur durée de conservation.
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur est un dispositif qui transfère l’énergie thermique d’une source à une autre, généralement de l’extérieur vers l’intérieur d’un bâtiment.
Qu’est-ce que l’efficacité énergétique ?
L’efficacité énergétique est la capacité à utiliser moins d’énergie pour réaliser la même tâche ou à obtenir un meilleur rendement avec la même quantité d’énergie.
Qu’est-ce que la déshumidification ?
La déshumidification est le processus d’élimination de l’humidité de l’air, généralement pour améliorer le confort dans un espace intérieur ou pour aider à sécher des produits.
Qu’est-ce que l’assimilation de données ?
L’assimilation de données est le processus d’intégration de données provenant de différentes sources et de différents moments pour créer une image complète et précise d’un système ou d’un phénomène.
Références
Source : baen.tamu.edu
Légende illustration principale : La nouvelle technologie sera utilisée pour sécher les principales céréales de base, comme le blé et le sorgho, et les cultures de niche, comme le tournesol, qui entrent dans la composition de produits de confiserie et/ou de graines pour oiseaux.
