Quels matériaux et états de surface sont judicieux pour les procédés de poudres hygiéniques afin de minimiser les dépôts ?
Dans les procédés de poudres hygiéniques, des matériaux résistants à la corrosion et faciles à nettoyer ainsi que des surfaces lisses et de conception hygiénique sont les principaux leviers pour minimiser les dépôts, la formation de voûtes et les contaminations croisées. Dans la pratique, c'est surtout la combinaison d'acier inoxydable austénitique, d'une rugosité de surface définie et d'une conception hygiénique des composants qui a fait ses preuves.
Matériaux appropriés
- Le 1.4404 (AISI 316L) est le matériau standard pour les pièces en contact avec le produit dans les installations alimentaires, pharmaceutiques et de chimie fine, parce qu'il offre une résistance élevée à la corrosion, une bonne nettoyabilité et une robuste résistance aux fluides CIP/SIP habituels.
- Le 1.4435 est utilisé lorsque des exigences plus élevées portent sur la résistance à la corrosion et sur la qualité de la couche passive, par exemple avec des milieux plus agressifs ou dans des applications pharmaceutiques plus strictes.
- Les aciers duplex et superduplex peuvent être judicieux lorsque s'ajoutent des sollicitations mécaniques élevées ou des environnements chlorurés.
- Les alliages à base de nickel comme le Hastelloy entrent en ligne de compte pour les poudres fortement corrosives ou les fluides de nettoyage particulièrement agressifs.
- Le titane est employé dans des applications pharmaceutiques spéciales, lorsqu'une faible masse, une résistance élevée à la corrosion ou des exigences de procédé particulières sont déterminantes.
Pour les joints, les revêtements intérieurs et les composants en contact direct avec le produit, on emploie fréquemment le PTFE, le PTFE modifié, le PEEK, le PFA ou l'UHMW-PE, car ces matériaux sont chimiquement inertes et possèdent une faible énergie de surface. Les élastomères tels que l'EPDM, le FKM ou le VMQ devraient être choisis conformément aux normes applicables pour les applications alimentaires et pharmaceutiques.
Qualités de surface judicieuses
- Ra ≤ 0,8 µm est considéré comme le standard usuel pour les applications hygiéniques.
- Ra ≤ 0,4 µm est le plus souvent le meilleur choix pour les procédés pharmaceutiques et les poudres fortement adhérentes.
- Ra ≤ 0,2 µm est employé dans les applications aseptiques ou pour les produits particulièrement critiques.
Plus la rugosité est faible, moins de creux microfins sont disponibles pour l'adhérence des particules, l'accrochage mécanique et les résidus. Ce n'est pas seulement la valeur numérique qui est déterminante, mais aussi la qualité du rectifiage et l'évitement de stries, d'arêtes et de traces d'usinage.
Traitement de surface
- Le rectifiage et le polissage mécaniques réduisent la microrugosité et améliorent la nettoyabilité.
- L'électropolissage est particulièrement efficace, parce qu'il enlève les pointes du microprofil, lisse la surface et améliore la couche passive.
- Le décapage et la passivation sont importants après le soudage, afin d'éliminer les teintes de recuit, les métaux étrangers et les germes de corrosion.
- Des revêtements antiadhérents spéciaux peuvent abaisser encore l'énergie de surface, mais ils doivent être expressément appropriés au contact alimentaire ou pharmaceutique concerné et en apporter la preuve.
Exigences constructives
Même la meilleure surface n'agit de façon fiable que si la construction est réalisée conformément aux exigences d'hygiène :
- Des géométries sans espace mort et des formes bien vidangeables
- Des rayons intérieurs d'au moins 3 mm, souvent plus grands dans les applications sensibles
- Des cordons de soudure soudés de part en part, polis à fleur et passivés
- Aucun interstice, recouvrement ni arête vive dans l'espace produit
- Des systèmes de joints appropriés qui ne créent pas de cavités du côté produit
Recommandation pratique
Pour la plupart des procédés de poudres hygiéniques, le 1.4404 / AISI 316L avec une qualité de surface de Ra ≤ 0,8 µm – plutôt Ra ≤ 0,4 µm pour les poudres plus exigeantes ou fortement adhérentes – est la base techniquement la plus judicieuse. Lorsque les adhérences sont particulièrement critiques, l'électropolissage améliore encore nettement la nettoyabilité. En combinaison avec une conception hygiénique sans espace mort, la perte de produit, l'effort de nettoyage et le risque de contaminations peuvent être réduits efficacement.
Comment amixon® résout la qualité de surface et le choix des matériaux pour des procédés de poudres hygiéniques
Surfaces : polies, peu adhérentes, nettoyables
Chez amixon®, la chambre de mélange et l'outil de mélange sont soudés et polis sans joint apparent, sans rayures, pores ni contre-dépouilles dans lesquels des restes de produit pourraient adhérer ou des biofilms se former. La qualité de surface est spécifiée selon l'application, des exécutions polies industriellement jusqu'aux exécutions hautement polies pour les procédés critiques du point de vue des BPF comme la pharmacie ou les préparations infantiles.
Comme chaque appareil amixon® est une pièce unique selon l'URS, la valeur Ra exigée est fixée et documentée de façon spécifique au projet. Des surfaces lisses et homogènes réduisent immédiatement les adhérences et soutiennent, avec une incorporation précise de liquides, un comportement de procédé propre et reproductible, même lors des étapes d'humidification ou de granulation.
Palette de matériaux pour chaque chimie de produit
En tant qu'entreprise de soudage certifiée disposant de qualifications européennes, japonaises, coréennes et américaines, amixon® met en œuvre, selon l'application, l'acier ordinaire, des matériaux résistants à l'usure, des aciers inoxydables austénitiques, des aciers inoxydables duplex ainsi que des alliages spéciaux à très haute résistance à la corrosion tels que l'Alloy 59, le Hastelloy-C22 ou le nickel. Des produits abrasifs, corrosifs, humides ou chimiquement exigeants peuvent ainsi être traités avec un dimensionnement adapté à chaque cas.
Pour les produits fortement abrasifs, des outils trempés et des revêtements céramiques au plasma sont en outre disponibles comme protection contre l'usure. Cela n'augmente pas seulement la durée de vie, mais assure aussi une qualité de surface reproductible sur de nombreuses années d'exploitation.
Construction et nettoyabilité vont de pair
Chez amixon®, la qualité de surface n'agit jamais isolément, mais toujours en liaison avec l'absence d'espace mort et l'accessibilité constructive. L'outil de mélange n'est monté qu'en partie haute, les zones en contact avec le produit sont réalisées sans espace mort, et les organes de vidange ainsi que les portes d'inspection Clever-Cut® avec joint OmgaSeal® soutiennent un nettoyage et une inspection sûrs.
La vidange résiduelle de 99,997 % et mieux avec les produits coulants réduit la quantité de résidus qui doit être nettoyée. Sur demande, les mélangeurs satisfont à des standards pertinents tels que l'EHEDG, les directives d'hygiène de la FDA et les 3-A Sanitary Standards, ce qui constitue un avantage décisif en particulier pour les procédés de poudres sensibles sur le plan de l'hygiène.
Qualités de surface disponibles
La profondeur de rugosité des pièces en contact avec le produit est sélectionnable de façon spécifique au projet, typiquement avec des valeurs Ra de 0,8 µm, 0,6 µm, 0,4 µm ou 0,2 µm. Au-delà, amixon® peut roder et électropolir jusqu'au poli miroir, lorsque des exigences particulièrement élevées portent sur la nettoyabilité, la faible adhérence ou la qualité optique.
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. Pour les environnements réglementés, amixon® livre en outre l'installation qualifiable et apporte son participation sur demande aux DQ, IQ et OQ.
Qualifiable et documenté
La documentation et l'exécution suivent, sur demande, les BPF européennes et à la FDA 21 CFR Part 11. Sur demande, les mélangeurs satisfont aux standards pertinents tels que l'EHEDG, les directives d'hygiène de la FDA, les 3-A Sanitary Standards, l'USDA, les BPF, l'ATEX et l'ASME et sont intégrés au concept de validation de l'exploitant, de l'URS jusqu'à la mise en service.
Validation en halle d'essais amixon®
amixon® vérifie au préalable en halle d'essais, avec 35 installations d'essai, si la recette concrète livre les résultats attendus. D'autres centres techniques sont disponibles au Japon, en Inde, en Thaïlande, en Chine, en Corée du Sud et aux États-Unis. Les essais avec le produit d'origine dans des conditions réelles sont réalisés, exploités et documentés en commun et servent de base de décision solide avant l'investissement.