Économies de coûts dans l’enrobage sous vide: par exemple dans la production du petfood ou des aliments pour poissons
Économies de coûts dans l’enrobage sous vide: par exemple dans la production du petfood ou des aliments pour poissons
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Ces dernières années, la pulvérisation en fin de chaîne de production (PPA - post-pelleting application) s'est imposée pour réaliser l'ajout de liquide dans la production d'aliments pour animaux. Si des quantités de liquides de plus de 7 à 8% doivent être ajoutées aux granulés, l’application d’un système de vide après la granulation ou l'extrusion est indispensable. Par rapport à la pulvérisation de granulés sous atmosphère normale, il est possible d'introduire 30 à 75 % de liquide de plus dans un produit sans que le liquide apparaisse à la surface. Dans le système de vide, le milieu liquide n'est pas seulement lié à la surface, mais pénètre dans l’intérieur des granulés à travers les surfaces de cassure poreuses et les pores. Ainsi, des ajouts de matières grasses allant jusqu'à 30 à 40% sont possibles avec les aliments extrudés et jusqu’à 8 à 10% avec les aliments granulés. Des enzymes et d’autres substances actives peuvent également être ajoutés en petites quantités, soit directement, soit sous forme de mélange de liquides.
Le procédé d'enrobage sous vide a été mis au point dans les années 1990 pour l'industrie de l'alimentation du saumon en Norvège et est maintenant, 30 ans plus tard, utilisé aussi pour la production du petfood, des aliments pour volailles et dans l'industrie alimentaire. Les types d'enrobeurs sous vide les plus courants à ce jour sont les mélangeurs à pales à deux arbres et les mélangeurs à vis conique. Les points critiques bien connus concernant ces modèles de mélangeurs sont la formation élevée de fines due à l'agressivité des outils de mélange, une hygiène insuffisante (mottage, coins morts) et une consommation d'énergie mécanique spécifique élevée. En raison de ces inconvénients et des exigences du marché, le constructeur de machines AMANDUS KAHL a repensé ce procédé et développé une nouvelle technique d’enrobage sous vide.
Le nouvel enrobeur sous vide, le Gentle Vacuum coater GVC se compose d'un tambour mélangeur rotatif qui est pivoté autour de son axe dans différentes positions pendant les cycles de travail respectifs. L'intérieur de la machine ne comporte pas d'outils de mélange mécaniques qui tournent séparément, ce qui assure un ménagement maximal du produit avec un minimum de brisures et d'abrasion. Il s'agit là d'un critère crucial, car les fines résultantes peuvent entraîner des collages et, en raison de la plus grande surface, elles lieraient également plus de liquide et auraient donc tendance à une concentration excessive. Le couvercle du mélangeur du GVC comporte les buses de pulvérisation pour un maximum de dix liquides ainsi que le joint à lèvres en caoutchouc spécial qui assure l'étanchéité pendant la production du vide. Après qu'un vide suffisant jusqu'à 50 mbar abs. ait été généré dans la machine, le liquide est pulvérisé sur l’accumulation réniforme de produit qui se forme pendant le procédé de mélange. Elle est ensuite mélange avec ménagement selon le principe de la chute libre. Le tambour mélangeur est vidé par un mouvement oscillant dans le sens vertical. Une telle machine du type GVC 1000 a récemment été mise en service chez le plus grand producteur d'aliments pour animaux du monde. Sur le site de production en Thaïlande, la machine est utilisée pour valoriser les aliments extrudés pour poissons.
Le fonctionnement continu sur site a confirmé que, contrairement à un mélangeur à palettes à deux arbres, le Gentle Vakuum Coater GVC assure une qualité de produit constante tout en produisant moins de granulés cassés et de fines. L'analyse des caractéristiques de fonctionnement montre que cette machine offre un énorme potentiel d'économies sur les coûts de production.
Économies en réduisant les granulés cassés et les fines
Pour les exploitants des installations, les fines constituent un facteur de coût à ne pas négliger. Dans la production d'aliments pour poissons et de petfood, une valeur de référence de 25 €/t de fines recyclées s’applique en Europe centrale. La raison en est que dans le procédé de recyclage à sec, les fines doivent être alimentées encore une fois proportionnellement avant le broyage et qu’elles doivent donc subir à nouveau l'ensemble du procédé. Cela signifie que toute l'énergie du procédé mécanique et thermique doit être apportée à nouveau. À cela s'ajoutent les coûts d'usure, d’entretien et de personnel, ainsi que la perte de capacité de production due à ces fines.
Si l'on prend l'exemple d'une usine d'aliments pour poissons de taille moyenne, une production annuelle de 80 000 t/a résulte en environ 1 à 3% de fines qui sont éliminées des granulés finis par tamisage. Outre les contraintes que subissent les granulés lors du transport mécanique, les fines sont principalement causées par les contraintes mécaniques exercées lors de l'enrobage sous vide (par exemple, avec le mélangeur à palettes à deux arbres). Ces 1 à 3% de fines donnent une quantité totale de 800 à 2 400 t/a dans l’exemple d'exploitation mentionné ci-dessus. Calculé avec la valeur de référence susmentionnée de 25 €/t de fines, cela donne des coûts de recyclage de 20 000 à 60 000 €/a pour cette usine de production.
Il s'est avéré qu'en utilisant le Gentle Vacuum Coater, la production de fines pendant l'enrobage sous vide peut être réduite à moins de 0,1 % en moyenne par rapport à un mélangeur à palettes à deux arbres. Le potentiel d'économies annuelles pour une usine de production est donc évident.
Un autre problème est celui des fines qui sont produites tant pendant le transport des aliments vers l’exploitation piscicole que pendant l'élevage des poissons par l'utilisation de systèmes d'alimentation automatisés. En particulier lors du transport pneumatique sous pression du navire de transport aux enclos en filet flottants, comme ils sont fréquemment utilisés en Scandinavie, par exemple, les granulés subissent une contrainte énorme. Une précontrainte excessive des granulés dans l’enrobeur sous vide peut provoquer des « microfissures » dans la structure de l’aliment en granulés. Ces fissures entraînent ensuite une plus grande rupture de la structure des granulés après la livraison au pisciculteur à cause du transport pneumatique sous pression (vitesses de l'air > 30 m/s). Il en résulte la cassure des granulés et la production de nouvelles fines. Cette fraction ne peut pas être consommée par le poisson, ce qui fait baisser l'indice de conversion (IC) de l'aliment. Dans le cas des systèmes SAR (systèmes d'aquaculture en recirculation), cela entraîne également un encrassement excessif des systèmes de filtration du système de traitement de l'eau. Cette perte d'aliments et les pertes financières qui en résultent pour l'exploitation piscicole sont généralement beaucoup plus élevées que dans l'exemple calculé ci-dessus, en fonction de la taille de la ferme piscicole.
Dans un élevage de saumons scandinave de taille moyenne composé de 6 à 10 enclos en filet flottants, par exemple, jusqu'à 40 tonnes de granulés d'une valeur d'environ 60 000 € sont distribuées par jour, en fonction de la température de l'eau. Ces coûts d’aliments reflètent l'ampleur des économies qui peuvent être réalisées par le pisciculteur si les microfissures et les fines qui en résultent sont évitées.
Économies de coûts en réduisant la consommation d'énergie
De plus, la conception de la nouvelle Gentle Vacuum Coater GVC génère des économies potentielles en matière de consommation d'énergie. Le GVC, actionné par un moteur d'entraînement de 4 kW, nécessite jusqu'à 80 % de puissance d'entraînement en moins par rapport à d'autres modèles d'enrobeurs sous vide de la même taille. En outre, dans la version standard, tous les moteurs d'entraînement de l'ensemble du système fonctionnent avec des variateurs de fréquence (enrobeur sous vide, pompe à vide, pompes à liquide), ce qui permet d'économiser encore plus de 40 % d'énergie par moteur d'entraînement.
Économies de coûts par le nettoyage automatique (NEP)
L’enrobage sous vide ayant lieu en fin de la chaîne de production, les exigences en matière d'hygiène et de facilité de nettoyage sont élevées afin d'éviter toute contamination. Par rapport aux mélangeurs à pales à deux arbres et aux mélangeurs à vis conique, le GVC présente un degré élevé d'autonettoyage, car l'ensemble du tambour de mélange est en contact permanent avec le produit. Cela signifie qu'il n'y a pas de coins morts. Dans le cas où un nettoyage avec un liquide de rinçage est néanmoins nécessaire, par exemple après l'utilisation d'additifs médicinaux ou d'autres additifs critiques, le système GVC offre un programme de nettoyage entièrement automatique selon le principe du NEP (nettoyage en place). L'avantage est que ce procédé de nettoyage ne nécessite pas de personnel pour démonter et nettoyer la machine. Un liquide de nettoyage à base d'eau est ajouté au GVC de manière entièrement automatique. Après un procédé court de rinçage, le liquide est automatiquement évacué dans une sortie séparée et éliminé. Il en résulte des économies importantes de personnel de maintenance ainsi qu'une réduction des temps d'arrêt.
Résumé
Selon l'exemple d'application et la taille de l'installation, l’enrobage sous vide offre un potentiel d'économie des coûts d'exploitation à bien des égards. Il peut être facilement calculé pour n'importe quelle application.