Dans le traitement par mélange de l'alimentation animale, aussi bien un mélangeur continu qu'un mélangeur discontinu peuvent atteindre une qualité de mélange élevée. Les différences résident moins dans une qualité de mélange fondamentalement meilleure ou moins bonne que dans la façon dont l'homogénéité est produite, contrôlée, documentée et sécurisée lors des changements de produit. Pour le choix, la diversité des recettes, la taille de charge, la part et la criticité des microcomposants, les campagnes de production, la fréquence des changements ainsi que les exigences de traçabilité et de protection contre le report sont particulièrement déterminantes.

Dans la fabrication d'aliments pour animaux, la qualité de mélange est habituellement évaluée au moyen du coefficient de variation, également appelé CoV ou CV. Il décrit la dispersion relative de la concentration d'un composant étudié dans plusieurs échantillons individuels représentatifs. Le CoV est calculé à partir de l'écart-type et de la valeur moyenne :

CV=sxˉ×100%

Plus le CV est faible, plus la répartition du composant étudié est homogène. Les valeurs cibles requises dépendent du type d'aliment et de la criticité du composant. Pour les aliments complets, des valeurs inférieures à 10 % sont souvent utilisées comme grandeur d'orientation. Des exigences plus strictes peuvent s'appliquer aux prémélanges minéraux, vitaminiques ou médicamenteux ainsi qu'aux principes actifs dosés à des niveaux particulièrement faibles. Pour les prémélanges médicamenteux dilués, l'Agence canadienne d'inspection des aliments mentionne par exemple un CV d'au plus 5 %, tandis que 10 % sont mentionnés pour les micro- et macroprémélanges ainsi que les aliments complémentaires, et 15 % pour les aliments complets ou les rations totales mélangées. Ce qui est déterminant, c'est toujours que le marqueur utilisé reflète le risque de mélange réel et que l'échantillonnage soit représentatif sur l'ensemble du déroulement de la vidange.

Dans le mélange discontinu, une recette entièrement définie est pesée, dosée, mélangée puis vidangée sous forme de charge délimitée. L'ensemble de la charge se trouve pendant une durée de mélange déterminée dans la même chambre de mélange. Le taux de remplissage, l'ordre d'ajout, la durée de mélange, la vitesse de rotation et, le cas échéant, les ajouts de liquide peuvent ainsi être enregistrés avec précision comme recette de charge. L'homogénéité peut être vérifiée après chaque charge ou selon un plan de validation défini. Cela est particulièrement avantageux lorsque l'alimentation animale comporte de nombreuses variantes de recettes, ou lorsque des vitamines, des minéraux, des acides aminés, des enzymes, des additifs médicamenteux, des arômes ou d'autres composants faiblement dosés doivent être incorporés de façon homogène.

Un mélangeur discontinu peut produire une homogénéité très élevée et bien reproductible lorsque le dosage, le taux de remplissage et les paramètres de mélange sont adaptés à la recette. Les fluctuations de courte durée lors de l'introduction de composants individuels peuvent être en partie compensées au sein d'une charge, car l'ensemble du volume de produit est brassé de façon répétée pendant la durée de mélange. Cela ne signifie toutefois pas que les erreurs de dosage restent sans conséquence : si un composant est pesé de façon globalement erronée, la recette de l'ensemble de la charge reste défectueuse. Le véritable atout du système discontinu est donc la charge clairement délimitée, documentable et contrôlable. Dans la production d'aliments pour animaux, plusieurs échantillons individuels sont souvent prélevés dans la vidange pour évaluer la régularité du mélange, par exemple dix échantillons successifs dans le temps. Le CV ainsi déterminé met en évidence si le mélange est homogène sur l'ensemble de la charge.

Un mélangeur continu fonctionne en revanche avec un flux de produit ininterrompu. Tous les composants sont dosés en continu, introduits dans le mélangeur et évacués sous forme d'un flux mélangé en continu. Dans des conditions stationnaires, un mélangeur continu peut lui aussi atteindre une très bonne homogénéité. La condition est que tous les flux de dosage fonctionnent de façon stable et que les débits massiques des différents composants correspondent en continu à la recette cible. Des doseurs gravimétriques précis, une alimentation uniforme, des masses volumiques apparentes stables, des propriétés d'écoulement maîtrisées des matières premières et un temps de séjour adapté dans le mélangeur sont particulièrement importants.

Le procédé continu réagit toutefois immédiatement aux fluctuations. La formation de voûtes dans la trémie de stockage, des doseurs à vis pulsatiles, des masses volumiques apparentes différentes, des opérations de remplissage, une humidité fluctuante ou des tailles de particules changeantes peuvent modifier la performance de dosage instantanée. Cet écart n'apparaît pas seulement après l'achèvement d'une charge, mais peut se manifester directement dans le flux de produit. C'est pourquoi la qualité des systèmes continus doit de préférence être surveillée en fonction du temps et du débit massique. L'échantillonnage s'effectue à intervalles de temps définis, aussi près que possible de la sortie du mélangeur. C'est seulement ainsi qu'il est possible d'évaluer si le procédé fonctionne de façon stationnaire après le démarrage et si la qualité de mélange reste stable sur l'ensemble de la campagne de production. L'Agence canadienne d'inspection des aliments recommande également, pour les installations de mélange continu, de prélever des échantillons en cours de fonctionnement à intervalles de temps réguliers, directement à la sortie du mélangeur.

Pour les recettes d'alimentation animale complexes comportant de nombreux composants faiblement dosés, un mélangeur discontinu est souvent plus robuste, car une quantité totale définie est traitée sur un cycle de mélange complet. Pour de grandes quantités de quelques recettes standard, un mélangeur continu peut en revanche offrir des avantages économiques. Il fonctionne sans interruptions liées aux charges et peut permettre un débit très élevé et constant. Sa qualité dépend toutefois davantage du maintien durablement stable du dosage, de l'alimentation en matières premières et des paramètres de procédé. L'affirmation selon laquelle un mélangeur discontinu serait fondamentalement plus homogène serait donc trop générale. Un mélangeur continu bien dimensionné peut atteindre une homogénéité comparable avec un dosage stable. Le mélangeur discontinu est toutefois souvent plus simple à valider pour des recettes très variées et plus facile à sécuriser au quotidien.

La deuxième différence essentielle concerne les temps de changement de produit et le report. Sur un mélangeur discontinu, la limite entre recettes est nette. Après la vidange complète d'une charge, le mélangeur peut être nettoyé, rincé ou directement alimenté avec la charge suivante. Le temps de changement de produit dépend surtout de la vidange résiduelle, des exigences de nettoyage, du matériau de rinçage éventuellement nécessaire et des tronçons de convoyage situés en aval. Pour les sites de production comptant de nombreuses variétés, des tailles de lot petites à moyennes et des changements fréquents, il s'agit d'un avantage considérable. La charge est clairement identifiée, les matières premières utilisées et les paramètres de procédé peuvent être documentés et la libération peut s'effectuer charge par charge.

Un report peut également survenir lors du mélange discontinu. Sont critiques en particulier les résidus dans le mélangeur, dans la sortie, dans les vis de convoyage, les élévateurs, les filtres, les conduites de transport, les silos tampons et l'installation de conditionnement. Des composants fins, adhérents, gras ou chargés électrostatiquement peuvent subsister sur les surfaces après la vidange. Dans l'alimentation animale, les changements entre des recettes contenant des additifs médicamenteux, des coccidiostatiques, des allergènes, différentes espèces animales, différentes sources de protéines ou des profils nutritionnels fortement divergents sont particulièrement sensibles. Un mélangeur visiblement vide ne suffit donc pas comme preuve d'un changement de produit sûr. Ce qui est déterminant, c'est la quantité résiduelle réelle dans l'ensemble de l'installation et la preuve analytique que les composants critiques ne parviennent pas dans le produit suivant à une concentration inadmissible. Les particules fines augmentent le risque que des résidus subsistent dans l'équipement et influencent les mélanges suivants.

Dans le mélange continu, un changement de produit est généralement plus complexe, car ce n'est pas seulement le mélangeur lui-même, mais l'ensemble de la ligne de procédé qui doit être intégré au changement. Les trémies d'alimentation, les doseurs, les organes de convoyage, le mélangeur, les tronçons de convoyage en aval, les tampons, les tamis, les séparateurs et la technique de conditionnement contiennent de la matière avec un temps de séjour déterminé. Lors du passage de la recette A à la recette B, une zone de transition apparaît donc, dans laquelle les deux recettes se superposent. Ce matériau de transition doit être identifié, collecté séparément, recyclé, réaffecté ou, le cas échéant, écarté. Ce n'est que lorsque l'ensemble de l'installation est entièrement rempli de la nouvelle recette et que les paramètres de procédé fonctionnent à nouveau de façon stationnaire que le produit peut être libéré comme charge régulière.

Les installations continues sont donc particulièrement économiques lorsque de longues campagnes avec peu de changements de recette sont conduites. Les pertes de changement, le temps nécessaire pour vider et redémarrer ainsi que la quantité de produit de transition se répartissent alors sur une grande quantité de production. Avec de nombreux cycles courts et des changements fréquents de référence (SKU), cet avantage peut disparaître. Les mélangeurs discontinus sont généralement plus flexibles dans de telles situations, car ils offrent des limites de charge nettes et les étapes de nettoyage et de rinçage peuvent être mieux intégrées dans un déroulement lié à la charge.

Indépendamment du principe de mélange, la construction de l'installation pour les changements de produit et l'hygiène est au moins aussi importante que le type de mélangeur. Des chambres de mélange, sorties, tronçons de convoyage et organes de dosage à faible espace mort, bien accessibles et aussi complètement vidangeables que possible réduisent les quantités résiduelles et simplifient le nettoyage. Le séquençage de la production est également un outil important. Les recettes non critiques peuvent être planifiées avant les recettes sensibles. Les produits comportant des matières premières similaires ou des ingrédients compatibles peuvent être regroupés autant que possible. Pour les additifs médicamenteux, un ordre de production allant du taux d'incorporation le plus élevé au plus faible d'une même substance active peut être judicieux, pour autant que cela soit admissible sur le plan réglementaire et de l'assurance qualité. En complément, un matériau de rinçage validé peut être passé à travers le mélangeur et les tronçons de procédé en aval. Son efficacité doit être démontrée analytiquement pour le composant critique concerné. Le séquençage de la production et les procédures de rinçage sont considérés, dans les lignes directrices relatives aux aliments pour animaux, comme des mesures centrales pour limiter le report de substances actives.