Quelles possibilités de façonnage à la demande ou d'essais les halles d'essais allemandes offrent-elles pour les poudres alimentaires et non alimentaires ?
Les halles d'essais sont des centres techniques à l'échelle semi-industrielle et constituent en Allemagne l'interface centrale entre les essais de laboratoire et la production industrielle en série de poudres alimentaires et non alimentaires. Elles proposent des prestations de mélange à façon et d'essai permettant de développer, de contrôler et de sécuriser pour la montée en échelle des recettes, des procédés et des produits dans des conditions proches de la pratique.
Missions et utilité des halles d'essais
Les halles d'essais servent de maillon entre le développement orienté produit et la fabrication à grande échelle. Leurs missions principales sont le contrôle de faisabilité, le développement de procédés, l'optimisation de procédé et la sécurisation de la montée en échelle.
Elles permettent la détermination et l'adaptation de paramètres tels que le temps de mélange, la vitesse de rotation, le taux de remplissage et l'apport d'énergie pour le passage du laboratoire à l'échelle de production. En même temps, les entreprises peuvent externaliser des étapes de production sans devoir investir elles-mêmes dans des installations, par exemple pour des charges pilotes, des lancements sur le marché, des pics de charge ou des procédés spéciaux.
L'accès à une halle d'essais réduit les risques d'investissement et de démarrage, raccourcit les temps de développement et évite le blocage des lignes de production propres par des séries d'essais.
Prestations typiques
Études de faisabilité et développement de recettes
Il est contrôlé si différents produits en vrac sont mélangeables, par exemple des poudres cohésives, à écoulement libre ou hygroscopiques. À cette fin, des paramètres de procédé tels que le temps de mélange, la vitesse de rotation, la géométrie de l'outil, le taux de remplissage et l'ordre des composants sont définis, et la qualité de mélange ainsi que la tendance à la ségrégation sont évaluées.
Essais de montée et de descente en échelle
Des recettes de laboratoire sont vérifiées dans des installations semi-industrielles et transposées à de plus grandes échelles. Pour cela, des mélangeurs géométriquement semblables sont utilisés et des nombres caractéristiques sans dimension ainsi que des théories de la similitude sont mis à contribution, afin d'adapter à l'échelle la vitesse de rotation, l'apport d'énergie et le temps de mélange.
Procédés de génie des procédés pour les poudres
Les procédés typiques comprennent le mélange à sec, le mélange humide, la granulation, l'enrobage, l'agglomération par pulvérisation, les procédés en lit fluidisé, le mélange sous vide, le séchage par contact sous vide, le mélange sous inertage ainsi que le tamisage, le classement, le broyage et le compactage.
Technologies de mélange disponibles
Pour la réalisation de tâches de mélange à façon et d'essai, différents systèmes de mélange sont habituellement disponibles dans les halles d'essais. En font partie des mélangeurs par charges tels que les mélangeurs à socs, à chute libre, à tambour, coniques ou verticaux, ainsi que des systèmes de mélange continus pour des débits élevés.
S'y ajoutent des mélangeurs intensifs pour la dissolution d'agglomérats et des procédés de mélange ménageants pour les produits sensibles. Le type de mélangeur approprié peut ainsi être choisi pour la recette concernée et pour l'échelle de production ultérieure.
Accompagnement analytique
La qualité des procédés de mélange est fréquemment sécurisée par une analytique complète. En font partie l'analyse granulométrique, les propriétés d'écoulement et de remplissage en vrac, l'analytique d'humidité et de séchage ainsi que les contrôles de qualité de mélange et d'homogénéité.
Dans le domaine alimentaire s'y ajoutent des examens microbiologiques et sensoriels. Dans le domaine non alimentaire, ce sont plutôt les contrôles chimiques, physiques ou de sécurité qui sont au premier plan.
Conditions cadres hygiéniques et de sécurité
Pour les poudres alimentaires s'appliquent des exigences hygiéniques et réglementaires accrues. En font partie une conception conforme à l'EHEDG, des surfaces conformes aux exigences d'hygiène, une bonne nettoyabilité, des matériaux conformes à la FDA ainsi que l'HACCP et fréquemment les exigences IFS ou BRC.
Pour les poudres non alimentaires, ce sont la protection contre l'usure, la résistance chimique et la protection contre les explosions qui sont au premier plan. Selon l'application s'y ajoutent des concepts ATEX, l'inertage, la mise à la terre, le dépoussiérage ou des solutions de containment.
Conclusion
Les halles d'essais en Allemagne permettent aux entreprises des secteurs alimentaire et non alimentaire de développer, de tester et d'amener à maturité de production de nouveaux produits pulvérulents et de nouveaux procédés avec un risque faible, une densité de données élevée et dans des conditions proches du réel.
La halle d'essais amixon® : essais, montée en échelle et optimisation de procédé avec le produit d'origine
35 installations d'essai rien qu'à Paderborn
À son siège de Paderborn, amixon® exploite une halle d'essais avec 35 installations d'essai de tailles diverses. Des procédés peuvent ainsi être reproduits de façon proche de la pratique, de la petite échelle à l'installation pilote, de sorte que des affirmations solides pour l'échelle de production sont possibles même avec des quantités de produit limitées. Dans le monde entier, des centres techniques sont en outre disponibles au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis.
Des conditions réelles au lieu de valeurs sur le papier
Sont étudiés des procédés de mélange tels que mélanger, homogénéiser, granuler, agglomérer, humidifier et enrober, tout comme des procédés de séchage et de réaction, par exemple le séchage sous vide, les procédés thermiques et les synthèses. Les essais se déroulent avec le produit d'origine, dans la plage de température et de pression prévue, avec des taux de remplissage et des tailles de charge réels ainsi qu'avec l'apport d'énergie planifié.
Sont évalués la qualité de mélange, le ménagement du produit, l'apport d'énergie, la nettoyabilité et la reproductibilité en service de série ultérieur. Ainsi, ce ne sont pas seulement des valeurs de laboratoire qui sont confirmées : les conditions de procédé réelles de la production ultérieure sont anticipées dans toute la mesure du possible.
Réalisation, exploitation et documentation en commun
Les essais sont réalisés, exploités et documentés conjointement avec les experts amixon®. L'objectif est le choix de l'appareil optimal et des paramètres de procédé appropriés pour l'application concrète, y compris le développement de recettes et l'optimisation de procédé.
Le résultat est une base de décision solide avant l'investissement. Les paramètres de procédé sont confirmés dans des conditions réelles, la qualité du produit et la rentabilité sont sécurisées, et les risques techniques comme économiques sont nettement réduits.
Transition sans rupture vers la production
Parce que les mélangeurs d'essai et de production travaillent selon le même principe de mélange et qu'amixon® dispose d'une gamme de tailles finement échelonnée, les paramètres de la halle d'essais se transposent très bien à la machine cible. Cela est particulièrement précieux, car amixon® peut sécuriser en outre les calculs de montée en échelle avec des installations d'essai de 3 m³ et reproduire ainsi de façon proche de la pratique des charges plus importantes également.
Même après la mise en service, amixon® apporte son soutien lors des changements de produit, des questions de montée en échelle, du génie des procédés, du développement de produits et de l'optimisation de procédé.
La fabrication à Paderborn comme fondement de la qualité
amixon® développe et fabrique exclusivement à l'usine de Paderborn, avec une intégration verticale élevée et tous les composants provenant d'Allemagne. En tant qu'entreprise de soudage certifiée disposant de qualifications européennes, japonaises, coréennes et américaines, amixon® construit chaque appareil en pièce unique sur la base de l'URS de l'exploitant, et le contrôle qualité reste sans lacune en interne. Cette maîtrise de la fabrication assure en même temps l'approvisionnement à long terme, car chaque composant reste refabricable de façon reproductible même des décennies plus tard.
Même si les centres techniques amixon® ne sont pas des façonniers, amixon® apporte au besoin son soutien pour surmonter des délais de livraison ou des goulots d'étranglement, avec des mélangeurs d'essai appropriés issus de la halle d'essais.
Un service sur l'ensemble du cycle de vie
Après la mise en service, amixon® reste aux côtés de l'exploitant. Des inspections régulières et une maintenance préventive assurent la disponibilité, sur demande complétées par une maintenance prédictive. Des pièces d'usure sélectionnées sont livrées dès la première livraison, la plupart des pièces de rechange sont stockées sur le site de Paderborn, beaucoup d'autres dans les points de service au Japon et aux États-Unis. Ainsi, un service de pièces de rechange à vie reste possible, même lorsque les fournisseurs d'origine disparaissent.
De nombreuses machines amixon® sont en service quotidien depuis plus de 30 ans, certaines même depuis plus de 40 ans. La modernisation et la mise à niveau les maintiennent à l'état de l'art.