Pompage hygiénique dans l'industrie alimentaire
L'hygiène détermine la qualité et la sécurité des produits
Dans l'industrie alimentaire, l'hygiène détermine la qualité et la sécurité des produits. La conception, l'équipement et l'entretien appropriés des pompes sont essentiels pour prévenir la contamination et conserver les produits intacts. Des certifications telles que EHEDG et 3A garantissent que les pompes sont nettoyables et de qualité alimentaire. Les entreprises se préparent de plus en plus à répondre aux exigences plus strictes de l'avenir en matière d'hygiène.
Comprendre les règles d'hygiène
L'importance d'un pompage hygiénique ne doit pas être sous-estimée. Les nombreux types de pompes couramment utilisés dans l'industrie alimentaire doivent répondre à des exigences strictes en matière d'hygiène. Il est également important de réfléchir à la bonne conception de la pompe afin que le produit pompé ne soit pas affecté. En outre, il est essentiel d'ajuster correctement la pompe au réseau de canalisations et de l'entretenir régulièrement. Enfin, il convient également de choisir les bonnes vannes.
L'hygiène est essentielle dans l'industrie alimentaire, notamment pour éviter la contamination ou la détérioration des produits. Un pompage hygiénique et efficace n'est donc pas une formalité, mais un élément essentiel pour la qualité des produits, la sécurité alimentaire et la protection des consommateurs. Il est important de comprendre pourquoi ces règles d'hygiène existent, car cette compréhension est au moins aussi importante que leur respect.
Certifications internationales et choix des matériaux
EHEDG
Afin de promouvoir le respect des normes d'hygiène, l'European Hygienic Engineering & Design Group (EHEDG) a été créé. Cette organisation élabore des lignes directrices auxquelles les équipements de production, tels que les pompes, doivent se conformer dans l'industrie alimentaire.
Il s'agit de vérifier si la pompe peut être nettoyée correctement: après une procédure de nettoyage et de vidange, aucune bactérie ne doit subsister et aucun produit ou élément de processus ne doit rester dans la pompe. Un certificat EHEDG garantit que la conception de l'équipement répond à ces directives en matière d'hygiène.
Certification 3A
Outre la certification EHEDG, la certification 3A gagne également en importance. Cette certification américaine se concentre sur la conception et la nettoyabilité des pompes. Elle fixe des exigences concrètes en matière de rugosité de surface, d'accouplements, de détails de conception et d'inspections. Avec l'internationalisation des entreprises agroalimentaires, cette norme devient de plus en plus pertinente dans le monde entier, et les entreprises de l'industrie pharmaceutique la demandent également de plus en plus souvent. La norme apparaît de plus en plus souvent dans les spécifications.
CE1935/2004
Il existe une autre norme importante en Europe, à savoir la norme EC1935/2004. Ce règlement européen décrit les exigences auxquelles les matériaux doivent satisfaire lorsqu'ils entrent en contact direct avec des denrées alimentaires. Toute pompe, vanne ou tuyau entrant en contact avec des denrées alimentaires ne doit pas en altérer la structure. Aucune odeur, couleur, goût ou autre modification physique ne doit être ajoutée au produit. L'objectif est de prévenir la contamination et la détérioration de la saveur, afin que la saveur et la qualité du produit à pomper soient entièrement préservées. La norme ne dit rien sur la nettoyabilité.
L'acier inoxydable
L'acier inoxydable est désormais la norme dans les processus de production de l'industrie alimentaire. L'acier inoxydable 316L, en particulier, est utilisé pour les processus qui nécessitent des nettoyages fréquents ou pour lesquels le NEP (nettoyage en place), voire le SEP (stérilisation en place), est appliqué. En effet, ce matériau est robuste et résistant aux produits corrosifs, provenant par exemple des processus de nettoyage.
Le choix de l'acier inoxydable 316L n'est pas une obligation légale, mais une mesure préventive qui garantit la qualité des produits et minimise les risques de dysfonctionnement et de contamination. L'acier inoxydable 304 n'est plus suffisant dans certains cas, car il est moins résistant aux agents de nettoyage agressifs ou à certains composants du produit tels que les sels et les acides.
Tendances et applications sectorielles
Dans le secteur laitier, la conception hygiénique est depuis longtemps la norme, en raison de la forte susceptibilité à la contamination. Dans les brasseries, l'accent est mis de plus en plus sur la nettoyabilité de la zone chaude, ce qui renforce les normes d'hygiène dans ce secteur également.
Les fabricants de produits alimentaires veulent éviter les rappels de leurs produits, qui peuvent être dus, par exemple, à une contamination par la salmonelle ou la listeria, à une contamination du produit ou à un mauvais nettoyage, ce qui peut entraîner de graves dommages financiers et de réputation pour la marque et l'entreprise. Les secteurs tels que la transformation des légumes et des pommes de terre, les brasseries et distilleries et la production de chocolat se concentrent donc de plus en plus sur l'hygiène.
Innovations dans la technologie des pompes
Certains fabricants de pompes tirent parti de ces tendances en élargissant leur gamme de pompes à double vis en acier inoxydable 316. Les pompes à double vis, en particulier, gagnent en popularité. Elles peuvent pomper des produits visqueux et être utilisées pour le nettoyage en place (NEP).
Alors qu'il fallait auparavant des pompes séparées pour le produit et le nettoyage, il est désormais possible de le faire avec une seule pompe. Les avantages sont considérables: moins de maintenance, moins de coûts d'exploitation et moins de risques d'immobilisation. C'est très important dans un secteur qui doit fonctionner de plus en plus efficacement. Cependant, le prix d'achat plus élevé de ces pompes reste un obstacle et elles ne sont donc pas encore choisies pour toutes les applications.
Des réglementations plus strictes
Les fabricants de pompes constatent que de nombreux clients anticipent d'éventuelles réglementations plus strictes en investissant dès maintenant dans des matériaux plus durables et plus sûrs. L'esthétique et l'hygiène jouent un rôle important à cet égard: les moteurs en acier inoxydable présentent une image plus soignée et plus professionnelle que les moteurs en fonte ou en aluminium peints, dont le revêtement peut être altéré par les processus de nettoyage.
Les moteurs en acier inoxydable sont de plus en plus demandés, en particulier dans le secteur de la transformation des légumes, du poisson et de la viande. Cela permet d'éviter les couvercles de protection (carénages) sur les moteurs, qui offrent un aspect esthétique mais protègent également les moteurs des influences extérieures telles que le soleil, la mousse de nettoyage ou les jets d'eau, mais qui, sous le couvercle, peuvent devenir un terrain propice à la prolifération de toutes sortes de bactéries.
Facteurs de conception et conception de la pompe
Une bonne conception de la pompe et des procédures d'exploitation appropriées contribuent de manière significative à un processus de pompage efficace et hygiénique. Il existe une distinction importante entre les pompes industrielles et les pompes véritablement hygiéniques. Les pompes industrielles peuvent être fabriquées dans un matériau sans danger pour les aliments (EC1935/2004), mais elles comportent souvent des espaces morts et des zones peu nettoyables, ce qui les rend impropres à un nettoyage CIP correct.
En revanche, les pompes hygiéniques ou de qualité alimentaire sont conçues pour créer suffisamment de turbulences autour des joints toriques et des joints d'étanchéité pour permettre un nettoyage complet et fiable. Les pompes hygiéniques présentent des facteurs de conception importants tels que des surfaces lisses et l'absence de zones mortes, de sorte qu'aucun produit n'est laissé derrière et que la pompe est facile à nettoyer. La fonte est résolument évitée car elle dégage des particules de rouille et pose des problèmes à la fois hygiéniques et techniques, sans compter qu'elle ne pourra jamais être conforme à la législation EC1935/2004.
Types de produits et choix de la pompe
Le principe de pompage est déterminé par le type de produit à pomper et ses propriétés spécifiques. Il est essentiel de choisir une pompe qui n'affecte pas le produit. Certains produits, comme la mayonnaise, sont sensibles et doivent être pompés en douceur pour ne pas en modifier la texture. La conception de la pompe peut être choisie en partie en fonction de l'expérience du client.
Le nombre de produits différents à pomper et la fréquence de nettoyage influencent également le choix. Une pompe homologuée pour les denrées alimentaires ne convient pas automatiquement à tous les types de produits alimentaires. Un mauvais choix peut entraîner des problèmes tels que la déformation ou la détérioration du produit. Un choix de pompe soigneusement adapté est donc essentiel pour garantir la qualité du produit, l'hygiène et l'efficacité.
Pompes volumétriques
Les pompes volumétriques sont idéales pour le pompage de produits visqueux. Un exemple bien connu est la pompe à engrenages, utilisée pour des produits tels que le chocolat et le glucose. Avec ce type de pompe, il est important de pomper toujours le même produit, car les pompes volumétriques contiennent souvent des espaces morts où le produit peut rester.
De plus, la pompe doit être démontée pour être nettoyée, ce qui demande plus de temps et d'attention. Les pompes à engrenages sont encore largement utilisées dans l'industrie du chocolat en raison de leur robustesse et de leur résistance à l'abrasivité du chocolat.
Pompes à sinus
La pompe sinus est une pompe volumétrique utilisée depuis plus de 50 ans. Elle est particulièrement adaptée pour pomper des produits visqueux sans les abîmer, comme les puddings, les yaourts et les sauces. Cette pompe est facile à nettoyer et peut également être utilisée comme pompe CIP.
Avec un seul arbre et une seule garniture mécanique, toute la maintenance peut être effectuée via le couvercle, ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire de retirer la pompe de la production pendant la maintenance. Un autre avantage est la faible consommation d'énergie, qui est jusqu'à 50% inférieure à celle des pompes conventionnelles. De plus, certains fabricants ont développé des modèles plus compacts, nécessitant moins d'espace d'installation.
Pompes à lobes
Il existe également des pompes volumétriques rotatives dotées de chambres de pompage plus grandes, telles que les pompes à lobes. Une pompe à lobes est une pompe volumétrique qui fonctionne selon le principe du contre-rotor. La pompe assure un débit plus régulier et provoque un cisaillement plus faible.
Grâce à leur déplacement en douceur, les pompes à lobes sont idéales pour le pompage de liquides délicats. Outre le cisaillement réduit ou l'absence de fuite interne au-delà d'une certaine viscosité, elles fonctionnent de manière économe en énergie et leur entretien peut facilement être effectué en charge frontale. Il n'est pas nécessaire de retirer la pompe de la ligne pendant l'entretien, et les pièces peuvent être rapidement remplacées et montées.
Pompes à tuyau
Les pompes à tuyau assurent un débit plus régulier et provoquent moins de cisaillement, ce qui les rend idéales pour le pompage de divers liquides, tant visqueux qu'abrasifs. Elles peuvent supporter des pressions élevées et ont souvent un passage de bille plus large, ce qui réduit le risque de compression des produits. Chaque application nécessite un tuyau spécifique. La pompe est également auto-amorçante et n'a pas de joint d'arbre. Seul le tuyau s'use et doit être remplacé périodiquement. En outre, les pompes péristaltiques sont faciles à nettoyer, ce qui les rend adaptées aux applications hygiéniques.
Pompe à vis excentrique
La pompe à vis excentrée est idéale pour les produits sensibles au cisaillement et très visqueux. Cette pompe offre un processus de pompage en douceur. En outre, elle produit peu de pulsations, ce qui réduit considérablement le risque d'endommagement du produit. Il convient toutefois de noter que le stator s'use plus rapidement lors du pompage de produits abrasifs.
Pompes centrifuges
Les pompes les plus utilisées sont de loin les pompes centrifuges. Elles sont idéalement adaptées aux débits importants et aux faibles viscosités. Lorsqu'elles sont correctement réglées à leur point de rendement optimal (BEP), ces pompes peuvent fonctionner de manière très respectueuse du produit (faible taux de cisaillement), avec un risque minimal d'endommagement.
L'expérience pratique et les études le confirment, notamment dans les industries de la pomme de terre, des légumes et de la bière. De nouveaux secteurs, tels que la production d'algues et de levures, renforcent cette tendance. Pour le pompage de produits peu liquides tels que le vin, les jus et les concentrés, les pompes centrifuges sont le choix le plus courant. Elles conviennent également pour les produits légèrement visqueux tels que l'eau, le lait, les huiles légères, l'huile de colza ou de tournesol.
Intégration dans le réseau de canalisations
Il est essentiel d'intégrer et d'aligner correctement une pompe dans le réseau de canalisations. Il doit y avoir un équilibre entre les performances de la pompe et les caractéristiques du système auquel elle est raccordée. Chaque application nécessite un examen approfondi, permettant d'identifier avec précision des facteurs tels que la pression, la température et la viscosité.
Lors de la conception du réseau de canalisations, le diamètre des tuyaux doit également être choisi avec soin pour garantir un débit optimal. Des tuyaux trop étroits ou une contre-pression élevée peuvent endommager le produit et entraîner une usure accélérée de la pompe et une consommation d'énergie plus élevée. En outre, il est important de prévoir un espace de maintenance suffisant dans l'installation pour que l'inspection et les réparations puissent être effectuées facilement.
Identifier les défaillances à temps
La maintenance joue un rôle crucial dans le pompage hygiénique et efficace des aliments. La maintenance préventive est essentielle pour éviter les temps d'arrêt et réduire les coûts de maintenance. Pour ce faire, il est important d'identifier à temps les éventuels dysfonctionnements, tels que des joints qui fuient, une pompe qui fonctionne à sec ou des obstructions dans les tuyaux qui peuvent entraîner une pression élevée et des dommages éventuels à la pompe.
Signes de dysfonctionnement
Pour signaler les dysfonctionnements, les pompes positives peuvent être protégées par une soupape de sécurité, qui protège le système lorsqu'une vanne est fermée. Une protection contre les surpressions est également recommandée, et il est préférable de garder en stock à tout moment les pièces critiques telles que les joints. Pour les pompes non hygiéniques, une baisse du débit peut être une indication; pour les pompes à lobes, centrifuges ou à double vis, cette baisse du débit ne se produira jamais car le matériau ne sera pas affecté.
Il existe différents systèmes de surveillance qui contrôlent en permanence les vibrations, la température, la pression et le débit des pompes. Toutefois, une inspection visuelle régulière reste indispensable. Pour réduire davantage la consommation d'énergie, la pompe peut être équipée d'un variateur de vitesse.
L'importance de bons robinets
Il est également important de prêter attention aux vannes. Il faut toujours placer une vanne devant et derrière la pompe pour que l'entretien puisse être effectué de manière ergonomique et en toute sécurité. Les vannes doivent également être adaptées aux denrées alimentaires et avoir une faible valeur KV afin de minimiser la résistance dans le système. En outre, il est essentiel qu'une vanne soit exempte d'espaces morts, qu'elle ne présente pas de surfaces rugueuses et qu'elle puisse supporter un nettoyage CIP.
Un robinet à boisseau sphérique standard n'est pas adapté à cet usage car il contient des espaces morts. Il est préférable de choisir une vanne papillon de qualité alimentaire ou une vanne à bille sans espaces morts. Plus le produit s'écoule en douceur à travers la vanne, plus la pompe fonctionne efficacement et moins elle consomme d'énergie.
En collaboration avec Packo (Verder) et SPX FLOW