Comment garantir la nettoyabilité dans les mélangeurs avec des poudres difficiles et adhérentes (par ex. cacao, matières grasses) ?
La nettoyabilité des mélangeurs pour poudres collantes et recettes riches en matières grasses, par exemple la poudre de cacao, la poudre de chocolat, les mélanges d'épices ou les poudres enrobées de graisse, doit déjà être prise en compte lors de la planification de l'installation. Une bonne nettoyabilité ne résulte pas d'une seule mesure, mais de l'interaction entre une conception conforme à l'hygiène, une vidange appropriée, un procédé de nettoyage adapté et une vérification traçable de l'efficacité du nettoyage. La conception hygiénique exige que les surfaces en contact avec le produit et pertinentes pour le nettoyage puissent être nettoyées efficacement, le cas échéant désinfectées, et entièrement vidées.
Les poudres collantes peuvent se déposer sur la paroi de la cuve, les outils de mélange, les arbres, les joints, les clapets et les organes d'évacuation. Pour les recettes contenant des graisses ou des huiles, des dépôts cohérents se forment souvent, qui fixent la poussière et se solidifient davantage sous l'effet de la température, de la pression ou de longs temps d'arrêt. Sont particulièrement critiques les transitions, les cordons de soudure, les raccords d'outils, les passages d'arbre, les sièges de joint, les zones de sortie et les endroits inaccessibles derrière les éléments internes. De tels dépôts augmentent le risque de contamination croisée, d'apport d'allergènes, de problèmes microbiologiques après un nettoyage humide et de qualité de produit irrégulière.
Une installation de mélange bien nettoyable possède des surfaces en contact avec le produit lisses, résistantes à la corrosion et bien accessibles. Les cordons de soudure doivent être exécutés à ras et retravaillés. Les recouvrements, les interstices ouverts, les angles intérieurs vifs, les longues dérivations, les creux non vidangeables et les filetages inutiles dans l'espace produit doivent être évités. Les ouvertures d'inspection doivent être suffisamment grandes pour permettre un contrôle visuel des zones critiques et, si nécessaire, un nettoyage manuel complémentaire. Une vidange du produit suffisamment complète réduit déjà la quantité de matière restante avant le nettoyage proprement dit.
L'autovidange est particulièrement importante pour le nettoyage humide. Après le nettoyage, aucune flaque résiduelle ne doit subsister dans la cuve, les tuyauteries, les buses, les espaces de joint ou les organes d'évacuation. Les directives de conception hygiénique exigent donc une pente adaptée, des éléments internes entièrement drainables et l'absence de surfaces horizontales sur lesquelles du liquide de nettoyage ou de produit pourrait stagner. Cette exigence concerne non seulement les surfaces intérieures en contact avec le produit, mais aussi les surfaces extérieures à l'espace produit, d'où du liquide pourrait pénétrer dans des zones critiques.
Les passages d'arbre et les joints comptent parmi les zones de conception particulièrement critiques. L'exécution du joint doit être adaptée au produit, à la pression, à la température, au procédé de nettoyage et à l'hygiène requise. Sont envisageables par exemple des systèmes d'étanchéité balayés par un gaz ou un liquide, des barrières de blocage côté produit ou des espaces de joint accessibles au nettoyage. Ce qui est déterminant n'est pas qu'un joint soit qualifié par principe de « sans espace mort », mais qu'il soit accessible, vidangeable et contrôlable en exploitation pour le nettoyage prévu. Les paliers et les entraînements doivent être fiablement séparés de l'espace produit.
Pour les recettes collantes, des mesures côté procédé peuvent nettement faciliter le nettoyage ultérieur. Des racleurs ou des outils de mélange proches de la paroi peuvent limiter la formation de dépôts pendant le mélange et la vidange. De faibles jeux entre l'outil et la paroi de la cuve, adaptés au produit, peuvent favoriser l'autonettoyage pendant le fonctionnement ; des jeux trop étroits peuvent toutefois, pour les poudres grasses, provoquer un compactage et une adhérence. La géométrie de l'outil, la vitesse de rotation, la température et la recette doivent donc être évaluées conjointement. Les longs temps d'attente avant le nettoyage devraient être évités autant que possible, car les graisses peuvent cristalliser, s'oxyder ou former, avec des particules de poudre, des dépôts durs.
Pour les produits sensibles à l'eau ou destinés à être traités à sec, il convient d'abord de vérifier si un nettoyage à sec suffit. Cela comprend l'aspiration contrôlée, le brossage aux endroits accessibles, éventuellement des procédés à air comprimé autorisés et le retrait manuel des résidus de produit. L'air comprimé ne doit toutefois pas être utilisé de façon incontrôlée, car il peut soulever la poussière, la faire pénétrer dans les zones de joint ou de machine et augmenter le risque d'explosion de poussière ou de contamination croisée. Pour les solides en vrac secs, un nettoyage à sec est souvent privilégié ; si un nettoyage humide est nécessaire, l'installation, l'environnement et le procédé de séchage ultérieur doivent être conçus en conséquence.
Pour les dépôts gras, huileux ou fortement adhérents, un nettoyage humide est souvent nécessaire. Cela peut comprendre un prérinçage, un nettoyage alcalin avec des tensioactifs ou des renforçateurs de nettoyage appropriés, une température définie, une action de nettoyage mécanique et un rinçage final. L'aptitude des têtes de pulvérisation rotatives, des boules de pulvérisation statiques ou des buses à jet ciblé dépend de la géométrie de la cuve, des éléments internes, de l'adhérence du produit et de l'énergie d'impact nécessaire. Une boule de pulvérisation ne garantit pas automatiquement le nettoyage de toutes les surfaces ; les zones situées derrière les outils de mélange, les joints et les organes de sortie doivent en particulier être examinées séparément. Après un nettoyage humide, une vidange complète et, si nécessaire, un séchage validé sont indispensables.
La stratégie de nettoyage devrait également tenir compte de l'ordre des charges produites. Une séquence allant des produits clairs vers les produits foncés, des recettes neutres vers les recettes fortement aromatisées, ou des produits pauvres en allergènes vers les produits contenant des allergènes, est souvent judicieuse. L'ordre concret doit toutefois être évalué en fonction du risque ; pour les allergènes critiques, les ingrédients fortement colorants, les composants d'origine animale ou les recettes microbiologiquement sensibles, un nettoyage intermédiaire complet est requis. Un ordre de charges défini côté production ne remplace pas un nettoyage validé.
L'efficacité du nettoyage doit être vérifiée sur la base de critères d'acceptation définis au préalable. Les inspections visuelles sont indispensables, mais ne suffisent pas toujours pour les changements de produit critiques. Selon le produit et le risque, des prélèvements par écouvillon aux endroits difficiles d'accès, des prélèvements de rinçage, une analytique TOC, une analytique de résidus spécifique au produit, des analyses d'allergènes et des examens microbiologiques peuvent être nécessaires. Un test à la riboflavine peut être utile pour qualifier le mouillage lors d'un nettoyage humide, mais ne montre que la couverture liquide atteinte et ne constitue pas une preuve directe de l'élimination d'un dépôt de cacao ou d'un film gras donné. La FDA attend des procédures écrites de validation du nettoyage avec des critères d'acceptation définis, des plans d'échantillonnage et des méthodes d'analyse suffisamment sensibles.
Ainsi amixon® soutient le nettoyage pour le cacao, les matières grasses et les produits colorants
Les poudres collantes, les recettes riches en matières grasses et les composants fortement colorants posent des exigences élevées au mélangeur et au concept de nettoyage. L'essentiel est de limiter dès le procédé la formation de dépôts et de pouvoir ensuite éliminer de façon sûre tous les résidus de produit restants. Pour le cacao, le beurre de cacao, les poudres grasses ou les mélanges huileux, la teneur en matière grasse, la granulométrie, la température du produit, l'humidité, le temps de mélange et le temps d'arrêt influencent en particulier le comportement d'adhérence.
Un ajout contrôlé de liquide dans une zone de produit bien agitée peut réduire la surhumidification locale et donc les collages. Pour les liquides gras ou les phases grasses sensibles à la température, des doubles enveloppes thermorégulables, des conduites de dosage chauffées ou des buses thermorégulées peuvent être appropriées. La conduite de la température sert à maintenir la viscosité du liquide dans la plage adéquate et à réduire une solidification indésirable sur des surfaces froides. Elle doit toutefois être coordonnée avec la recette, la sécurité du produit et la température de produit admissible. Une exclusion complète des dépôts ne peut pas être garantie de façon générale pour des produits fortement adhérents.
La nettoyabilité est essentiellement déterminée par l'exécution constructive du mélangeur. De grandes portes d'inspection Clever-Cut® permettent l'accès à la chambre de mélange pour le contrôle visuel, le nettoyage manuel et l'inspection. Le joint OmgaSeal® est conçu, selon amixon®, de manière à assurer, dans la zone en contact avec le produit, une étanchéité pauvre en espace mort ou techniquement sans espace mort, et à limiter la pénétration de produit ou d'humidité dans la zone du joint. Ce joint est conçu, selon le fabricant, pour les poudres abrasives ainsi que pour les procédés de nettoyage CIP et WIP.
Un montage supérieur de l'outil de mélange peut éviter le passage d'arbre inférieur côté produit. Associé à des surfaces lisses et polies, des zones de produit bien accessibles et des organes de sortie appropriés, cela peut réduire les zones de dépôt. La qualité de surface atteignable, la vidange résiduelle et l'aptitude hygiénique dépendent toutefois de la série de mélangeur, de la taille, du matériau, de l'exécution des outils et de la configuration concrète du projet.
Une vidange aussi complète que possible avant le nettoyage réduit la quantité de résidus de produit et donc l'effort de nettoyage. Dans certaines séries de mélangeurs, les outils ComDisc® peuvent, lors de la phase de vidange finale, balayer la zone du fond en direction de l'évacuation. amixon® décrit cette fonction comme un soutien pour la réduction des quantités résiduelles. La possibilité de vider effectivement de façon étendue des produits cohésifs ou gras doit être vérifiée avec la recette prévue.
Pour le nettoyage humide automatisé, amixon® propose le système WaterDragon®. Des lances de lavage programmables entrent alors dans la chambre de mélange après la vidange. Les têtes de lavage à rotation lente possèdent trois buses pulvérisant dans des directions différentes. Le nombre exact et le positionnement des unités de nettoyage sont adaptés à la taille du mélangeur, aux éléments internes et aux zones de nettoyage critiques. WaterDragon® fonctionne comme un nettoyage humide à basse pression ; selon le fabricant, la pression d'eau est d'environ 3 bars.
Un avantage essentiel du système réside dans le séchage qui suit. Après l'étape de nettoyage humide et de vidange, une grande quantité d'air sec et chaud est amenée dans la chambre de mélange via l'unité WaterDragon® ouverte. Cela permet de sécher rapidement les surfaces en contact avec le produit ainsi que les buses de nettoyage elles-mêmes. Le temps de séchage réel dépend notamment de la taille du mélangeur, de la température de surface, de l'eau résiduelle, du débit d'air, de la température de l'air, du climat ambiant et des éléments internes. Le procédé de séchage devrait donc être qualifié pour l'installation concrète et surveillé selon des critères appropriés. amixon® décrit WaterDragon® comme un système automatisé pour le nettoyage humide et le séchage ultérieur de la chambre de mélange.
Pour les produits pour lesquels l'apport d'eau doit être exclu ou fortement limité, un nettoyage à sec peut être nécessaire. Les grandes ouvertures d'inspection facilitent le contrôle visuel manuel et le nettoyage à sec. Le choix entre nettoyage à sec, nettoyage humide ou une combinaison des deux procédés dépend du produit, des allergènes, des changements de couleur, des exigences microbiologiques, de la fréquence de nettoyage et du temps d'arrêt admissible.
Avant de définir l'installation, des essais de nettoyage avec le produit d'origine devraient être réalisés. Il convient d'évaluer non seulement les résidus de produit visibles, mais aussi les zones critiques telles que les zones d'arbre, les raccords d'outils, la sortie, les joints et les faces arrière des éléments internes. Selon le risque, une inspection visuelle, des prélèvements par écouvillon, des prélèvements de rinçage, une analytique des allergènes, des mesures TOC ou des analyses de résidus spécifiques au produit peuvent être utilisées. La preuve doit s'orienter sur les critères d'acceptation définis par l'exploitant et sur les exigences légales alimentaires ou de procédé applicables.
Service et utilisation à long terme
Des inspections régulières, une maintenance préventive et le remplacement en temps utile des joints, outils et pièces d'usure contribuent à préserver durablement la nettoyabilité. L'usure peut agrandir les interstices, la rugosité de surface et les zones de dépôt. Un concept à long terme de pièces de rechange et de modernisation est donc particulièrement pertinent en cas de changements de produit fréquents et de recettes hygiéniques exigeantes.