Tecaliman : les transferts inter-lots à la loupe

Tecaliman, qui axe ses études et son expertise sur la maîtrise des procédés de fabrication et la sécurité alimentaire, porte un intérêt particulier sur les transferts inter-lots, couramment nommés contaminations croisées. Dans une contribution adressée à notre revue, Fabrice Putier, directeur du centre technique, décrit une étude réalisée sur le comportement des transferts inter-lots et notamment l’effet de la taille des lots.

Dans l’industrie de l’alimentation animale, les aliments destinés à des animaux d’âge et d’espèce différents sont souvent produits sur la même ligne de fabrication. Dans ce cas, la possibilité de transmission de certains composés entre lots de fabrication successifs est connue ; il importe de maîtriser cette transmission et de la limiter à un niveau le plus faible possible. L’éradication totale de ces transferts n’est toutefois pas envisageable en l’état actuel des techniques de fabrication employées. C’est pourquoi les industriels mettent en place, par exemple, des gestions de compatibilité entre lots successifs dans leurs automatismes, ou des tests d’évaluation des niveaux de transfert.

La maîtrise accrue de ce phénomène est surtout souhaitée dans le cas de l’usage de substances actives ciblées du type de certains additifs ou de produits médicamenteux à destination de traitement vétérinaire. Dans le cas de ce type de substances, dont la présence est autorisée dans certains aliments et non souhaitable dans d’autres, il est d’usage chez les professionnels de la filière de parler alors de contaminations croisées. L’emploi de cette expression ne sous-entend pas la manipulation de produits « contaminants » mais simplement cette possibilité de transfert d’un produit ciblé d’un aliment où il est accepté à un autre où il n’est pas désiré pour des raisons légales ou contractuelles. Le terme de transfert inter-lots est donc préféré car il acte un fait sans présager de ses conséquences.

Charges collectrices

Dans le cadre de la gestion de la succession des lots, il existe au moins deux notions autour du « nettoyage » de la ligne principale de production : la gestion des successions de lots d’aliments selon leur compatibilité et l’usage de matières premières à objectif d’élimination partielle des composés jugés à risque pour les lots suivants. Ces matières premières seront ensuite dirigées vers un stockage intermédiaire avant leur réutilisation dans des lots compatibles.

Dans les deux cas, la problématique de la taille de ces charges « collectrices » se pose. Dans le premier cas, il est question de l’efficacité de la collecte. Dans le second, il est question de la nécessité de recyclage des matières premières chargées de substances actives, recyclage devenant rapidement insoluble si les quantités deviennent trop importantes.

Par ailleurs, il est possible d’imaginer que la variation de la taille des lots successifs va occasionner une variation de la concentration en produit actif dans les lots collecteurs. Après fabrication d’un lot contenant une substance ciblée, il peut être intéressant pour l’industriel d’évaluer l’impact de la réduction du lot sur sa concentration en charge. Tecaliman a donc mené des essais pour étudier ces mécanismes de transferts dans le cas de la réduction de la taille des lots collecteurs par rapport aux lots précédents. L’effet de cette variation de la taille des lots collecteurs sur les niveaux des transferts inter-lots (TIL) est évalué au regard de la variabilité de la mesure pratiquée sur le même site industriel.

5 essais

Cinq mesures des transferts inter-lots ont donc été menées sur un même site sur 2 jours. À chaque fois, deux lots traceurs contenant le traceur utilisé (Microtraceur bleu lake super fin) de taille nominale (6 tonnes) sont produits avant des séries de lots collecteurs de tailles variables. (…)

Sur ce site, le traceur est incorporé en pied d’élévateur avant mélangeur et tous les lots sont prélevés au niveau de l’entrée d’un boisseau de presse pour évaluer les TIL. (…)

Les essais portent sur des lots traceurs de 6 tonnes et des lots collecteurs de 6, 4 et 2 tonnes. (…)

Est-ce répétable ?

La répétition des évaluations de transferts inter-lots avec des lots de grandes tailles se traduit par des valeurs variant entre 7,1 et 8,1 % pour le premier lot collecteur et entre 3,1 et 4,1 % pour le second lot collecteur. Sur les 3 essais, par référence à TG1, la variation du transfert constaté sur un lot se traduit systématiquement par une variation inverse sur le second. (…)

Ceci est un élément traduisant la bonne répétabilité de ces essais même si des variations de 1 % pourraient être interprétées comme importantes. Globalement, la répétabilité des essais sur ce site a été jugée comme acceptable (Tableau : CV = 6,7%) au regard de l’ensemble des éléments pouvant être à l’origine de variations. (…)

Moyennes, écart-types, coefficients de variation pour les concentrations et les pourcentages de TIL des deux lots collecteurs de 6 tonnes des trois essais répétés

    [ppm] % transfert
Collecteur 1 Moyenne 12.7 7.6
Ecart-type 1.0 0.5
CV 7.5 6.7
Collecteur 2 Moyenne 5.8 3.5
Ecart-type 0.7 0.5
CV 12.3 14.6
Impact de la taille des lots

Les formes des évolutions des TIL obtenus lot par lot sont relativement semblables quelles que soient les tailles des lots collecteurs. Cette variation n’a donc pas d’impact sur les évolutions des TIL en termes de pourcentages.(…)

(…)La réduction de la taille des lots de 6 à 2 tonnes conduit donc à une réduction des 2/3 de cette capacité de rinçage du pied de l’élévateur. Si cette quantité n’est pas suffisante pour « rincer » correctement l’élévateur avant mélangeur, cela devrait se traduire par une diminution de la concentration des premiers lots collecteurs lorsque la taille décroît alors que certains pourraient s’attendre à un accroissement car, a contrario, si la taille des lots diminue et que la même quantité de traceur est récupérée, la concentration devrait augmenter. (…)

Or, au final, la réduction de taille de 1/3 puis de 2/3 conduit à seulement une très légère augmentation de la concentration moyenne des premiers lots collecteurs. Il est donc possible de dire qu’aucun des deux comportements ne gagne sur l’autre et qu’ils se contrarient l’un l’autre.

Au bilan, la plus forte progression est observée lors du passage de 6 à 4 tonnes avec une progression de 1 % qui est du même ordre que ce qui est créé par la répétabilité. (…) Pour les seconds lots collecteurs, les variations ne sont à nouveau pas significatives. Cette réduction des tailles de lot collecteurs n’a donc aucun effet significatif sur le niveau de TIL exprimé en pourcentage sur ce site.

Par contre, tout se passe comme si la baisse de la taille des lots collecteurs se traduisait, dans cette usine, par un accroissement des transferts sur un nombre plus important de lots (Essai TP) et non pas une progression significative du taux de transfert sur les premiers lots collecteurs. (…)

Pour évaluer l’efficacité de rinçage, le passage des différents lots collecteurs conduit à une certaine capacité de récupération calculée en masse de traceur sur la base de la concentration moyenne des lots et de la taille de ces lots. Il y a alors augmentation croissante de la quantité totale de traceur récupérée quand la masse passant dans le circuit croît. Le passage d’un lot de grande taille conduit à un rendement toujours meilleur au passage de la même quantité sur un nombre supérieur de lots. (…)

Conclusion

La répétabilité des évaluations des TIL dans cette usine a été jugée acceptable en termes de mesures ou de profils malgré le nombre important des facteurs pouvant l’accroître. Toutefois, même avec une répétabilité acceptable, elle n’en demeure pas moins existante et s’accroît avec la diminution des concentrations en raison de l’effet grandissant de la diminution du nombre de particules présentes dans les échantillons. (…)

En second lieu, la diminution de la taille des lots collecteurs (ou rinceurs) ne conduit pas ici, contrairement à ce que certains pourraient penser, à une variation significative du taux de transfert exprimé en pourcentage. En revanche, le revers de cette « stabilité » est un nettoyage du circuit moins performant et une possible persistance du transfert inter-lot sur un nombre supérieur de lots.

En termes de gestion de la production, même si le passage d’un lot de faible taille permet de diminuer une partie du transfert de produit actif (principe du rinçage), et donc de diminuer partiellement la concentration dans un lot de taille normale qui suivrait, par contre, il n’est pas aussi efficace qu’un lot de taille nominale en termes de rinçage. De plus, en matière de « rinçage » d’un circuit de fabrication, l’important n’est pas seulement la taille du lot mais également le circuit emprunté par les différentes fractions de celui-ci. (…)

Fabrice Putier

… Retrouvez l’intégralité de l’article dans la RAA 654 – Mars 2012

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