Cinq poudres complexes et des conseils pour les traiter

1.      Le lait infantile en poudre requiert une attention particulière !

Lorsque vous mélangez des poudres, vous devez toujours trouver un équilibre entre la force utilisée et la nécessité de minimiser les dommages causés aux ingrédients sensibles. Dans le cas du lait infantile en poudre, environ 90 % des ingrédients en poids correspondent à de la poudre de lait ou à des dérivés du lait. Il s'agit d'ingrédients fragiles qui doivent être traités avec douceur. Un mélangeur à double arbre à pale est particulièrement adapté à cette tâche car, au-delà de sa grande flexibilité pour différentes recettes, tous les ingrédients sont traités avec soin.

Qu'en est-il du transport de produits en poudre tels que le lait infantile en poudre, la poudre de lait écrémé ou le concentré de protéine de lactosérum dans une usine ? Là encore, les particules fragiles peuvent être endommagées ou les composants de la poudre peuvent se séparer si vous ne faites pas attention.

Les convoyeurs à vis ou vibrants conviennent pour le transport sur de très courtes distances. Toutefois, pour les distances plus longues, il faut utiliser des convoyeurs pneumatiques. Ceux-ci utilisent soit un effet d'aspiration (système de vide), soit de l'air comprimé qui est soufflé dans un tube pour transporter le produit d'un point A à un point B.

Ici, nous pouvons faire la différence entre le transport de poudres en phase maigre et le transport de poudres en phase dense, en fonction de la concentration de la poudre par rapport à l'air. En ce qui concerne la vitesse de l'air, en phase maigre, la plupart des produits sont transportés à des vitesses d'air comprises entre 15 et 35 m/s, selon les produits spécifiques. La phase maigre est utilisée pour 95 % des produits en poudre, car la plupart des poudres ne sont pas rapidement endommagées pendant le transport.

En revanche, la vitesse de l'air en phase dense est comprise entre 2 et 10 m/s pour éviter que le produit en poudre ne se sépare ou ne subisse des dommages. Voici des applications typiques pour lesquelles un système de transport en phase dense est requis : en aval d'un sécheur par pulvérisation, en aval d'un mélangeur de poudre et en amont d'une machine d'emballage.

Le choix d'une phase dense peut être crucial pour maintenir l'homogénéité du lait infantile en poudre après le mélange. Chez Tetra Pak, nous avons une grande expérience des complexités de la technologie de la phase dense. Cette expertise est nécessaire, car plus la vitesse de l'air est lente, plus le risque d'obstruction des tubes est élevé. N'oubliez pas non plus que les tuyaux dans lesquels la poudre est transportée comportent des coudes, des vannes, et que des turbulences peuvent s'y produire.

2.      Comment ajouter des quantités infimes à un grand lot ?

Les producteurs alimentaires d'aujourd'hui créent des produits qui répondent aux nouvelles tendances mondiales telles que le bien-être et la nutrition. La demande croissante de produits plus bénéfiques pour la santé a conduit à enrichir les recettes en protéines, en minéraux, en vitamines ou en probiotiques. C'est l'une des raisons pour lesquelles le mélange de poudres est aujourd'hui si compliqué.

Parfois, un client souhaite ajouter une très petite quantité d'un ingrédient particulier à un mélange de poudres. Il peut s'agir de quelques grammes (cf. photo) pour une tonne de produit, qui doivent être mélangés uniformément dans tout le lot. Ces ingrédients pourraient être des oligo-éléments ajoutés pour enrichir le lait infantile en poudre ou un supplément sportif à base de protéines de lactosérum. Un exemple serait l'ajout de 45 mg de fer par kilogramme de mélange, soit 0,45 %.

Si un ingrédient particulier représente moins de 0,5 % de la recette, notre recommandation serait de faire un prémélange dans lequel l'ingrédient mineur est mélangé à un ingrédient principal, par exemple la poudre de base ou à un ingrédient porteur tel que le lactose ou la maltodextrine. De cette façon, le prémélange peut être ajouté au mélange principal à une dose de 2 % ou plus. Le mélange est ainsi plus homogène que si l'ingrédient mineur était dosé séparément. Le prémélange est préparé dans un mélangeur plus petit, adapté à cet effet.

3.      Qu'est-ce qui rend difficile le mélange 3 en 1 ?

L'appellation « 3 en 1 » désigne un mélange contenant généralement de la poudre de lait ou un succédané de crème, du café et du sucre. Vous versez une cuillerée dans une tasse et ajoutez ensuite simplement de l'eau chaude. Ce produit de consommation courante peut parfois contenir environ 50 % de sucre. Ce qu'il faut savoir sur le sucre cristallisé, c'est que sa densité est d'environ 0,9 kg/l, ce qui est élevé par rapport à celle de la poudre de lait, 0,5 kg/l. Ce poids supplémentaire doit être pris en compte lors du chargement d'un mélangeur. Par exemple, avec un mélangeur à double arbre à pale d'une capacité de 1 000 litres, le volume du mélange ne doit pas dépasser 50 % de la capacité de remplissage, sinon les forces et le couple nécessaires pour déplacer le sucre cristallisé risquent de provoquer une surcharge du moteur.

Tous ceux qui travaillent dans le secteur du traitement des poudres savent que la densité de la poudre est l'une des caractéristiques clés à prendre en compte lors du mélange, du transport ou de l'utilisation de tout équipement mécanique de traitement des poudres. Toutefois, peu de gens savent que le facteur décisif n'est pas la densité elle-même, mais plutôt la friction. La friction dépend non seulement de la densité, mais aussi de la forme, de la dureté et de l'énergie de surface des particules de poudre.

Dans notre centre de développement des poudres en France, nous avons mené une expérience qui a donné un résultat intéressant : 700 kg de sucre cristallisé ont été placés dans un mélangeur à double arbre à pale. La charge sur les pales a ensuite été mesurée. Lorsque 300 kg de poudre de lait ont été ajoutés par la suite, la charge a en fait diminué de moitié, malgré le poids supplémentaire dans le mélangeur. La poudre de lait a recouvert une partie des particules de sucre, de sorte que la friction sur les pales du mélangeur a diminué.  Cela montre qu'il faut toujours prendre en compte l'ensemble de la recette pour déterminer la charge. De cette façon, vous pouvez maximiser la quantité de poudre qui peut être chargée dans un mélangeur pour les mélanges 3 en 1 afin d'obtenir une capacité de production plus élevée.

Dans la mesure du possible, effectuez des tests de mélange à l'échelle de l'usine pilote pour définir le temps de mélange et la capacité de charge les plus efficaces pour chaque recette.

4.      Le DHA et l'ARA restent collés !

Le DHA désigne l'acide docosahexaénoïque et l'ARA est l'abréviation d'acide arachidonique. Ce sont tous deux des acides gras à longue chaîne qui sont parfois ajoutés comme complément au lait infantile en poudre.

Les poudres de DHA et d'ARA sont tristement célèbres dans le traitement des poudres pour leur caractère collant. Cependant, il en existe différents types aux propriétés variées. La plupart des types de DHA et d'ARA ont tendance à se fixer aux parois du mélangeur plus que les autres ingrédients. Cela peut poser problème, car une partie de ces compléments collants peut être perdue lors du nettoyage ou ne pas être suffisamment mélangée au reste des ingrédients du lait infantile en poudre.   

Notre équipe de traitement des poudres a récemment développé une option pour les mélangeurs de poudre qui utilise la technologie Air Jet. En dirigeant des jets d'air sur les côtés du mélangeur et en appliquant un bref souffle d'air lors de la sortie du produit, les poudres collées sur les parois deviennent atmosphériques et retournent dans le mélange. Cette technique est appelée « rinçage ». Elle réduit l'accumulation d'ingrédients collants dans le mélangeur et les pertes de produit. Le nouveau Système de nettoyage pour poudre Tetra Pak® Air Jet s'est avéré efficace pour éliminer certains types de dépôts de DHA et d'ARA.

5.      La farine d'avoine s'écoule difficilement

Les boissons à base d'avoine deviennent de plus en plus populaires après le succès de la boisson originale à l'avoine Oatly. Toutefois, la farine d'avoine utilisée à cet effet est difficile à introduire dans un mélangeur, car elle est loin d'être fluide.

Les clients produisant des boissons à base d'avoine peuvent verser la farine depuis une trémie dans un mélangeur à fort taux de cisaillement dans un processus de transformation de la poudre en liquide. Or, la farine d'avoine, en particulier, s'écoule mal et reste bloquée dans la trémie. Il est possible d'éviter ce problème en utilisant des parois ou des fonds vibrants ou en effectuant un rinçage à l'air comprimé. 

Chez Tetra Pak, nous disposons d'un savoir-faire approfondi en matière de conception des trémies et des tuyauteries de raccordement. Les trémies doivent souvent être fabriquées sur mesure pour un type particulier de poudre, de sorte qu'elles présentent le bon angle sur les côtés, ainsi que les bons accessoires tels qu'un dispositif vibrant ou un système de rinçage à l'air.

Demandez-nous conseil

Tous ces exemples montrent clairement qu'il faut de vrais spécialistes du traitement des poudres pour choisir le bon procédé et le bon équipement, non seulement pour le mélange, mais aussi pour la conception de la trémie et le transport pneumatique. Quelle que soit la complexité d'un composant, il existe une solution, et nous la connaissons.