Même si Tetra Pak a lancé son premier échangeur thermique tubulaire produit/produit en 1996, il lui a fallu attendre 2016 pour répondre aux exigences de la norme 3-A, une norme de santé américaine reconnue internationalement. L'approbation a été accordée après l'introduction d'une nouvelle soudure entre le tube et le boîtier du tube.
Cette soudure particulière est maintenant si lisse qu'elle ne présente aucune irrégularité à sa surface, comme des crevasses, où des bactéries pourraient se fixer et proliférer. Dans le secteur de la transformation alimentaire, l'hygiène est extrêmement importante. Avec cette nouvelle soudure, les concepteurs de Tetra Pak ont cherché à éradiquer tout risque potentiel de contamination dans un échangeur thermique produit/produit.
Leur idée novatrice a été de réaliser une soudure depuis l'intérieur du tube. « Nous sommes partis de zéro en 2009 en prenant contact avec un maximum d'experts en soudage, mais peu de personnes ont cru en notre idée. Beaucoup d'experts nous ont dit : "Ça ne marchera pas" », se souvient Niklas Wisén, responsable de la fabrication chez Tetra Pak à Lund, en Suède.
Après quelques faux départs et de nombreuses années de recherche, Tetra Pak a mis au point un procédé de soudage qui fonctionne. Il a fallu deux ans supplémentaires de travail de développement en atelier pour maîtriser la technique innovante de soudage depuis l'intérieur du tube. Un brevet est en instance pour la nouvelle méthode de soudage qui consiste à souder dans une atmosphère inerte sans oxygène. L'un des aspects essentiels du processus a été le passage à une nouvelle qualité spéciale d'acier inoxydable, dont les détails sont gardés bien secrètement.
En mai 2018, des échangeurs thermiques tubulaires produit/produit dotés des nouvelles soudures ont été lancés. Les soudures sont une caractéristique de toute la gamme de tubes utilisés pour le transfert thermique produit/produit.
L'objectif des normes sanitaires 3-A est de protéger la santé publique lors de l'utilisation d'équipements sanitaires. L'un des objectifs spécifiques est de s'assurer que toutes les surfaces en contact avec les produits peuvent être nettoyées mécaniquement et démontées facilement pour un nettoyage manuel ou une inspection.
« La norme 3-A donne à notre conception un label de qualité et ouvre le marché produit/produit aux grands clients internationaux qui ont des exigences très élevées en matière d'hygiène », explique Jenny Navred, chef de projet chez Tetra Pak, étroitement impliquée dans le développement de la nouvelle soudure.
Aux États-Unis, les normes sanitaires 3-A servent de base aux réglementations de l'USDA et de la FDA pour la fabrication des aliments. Pour les clients d'autres régions du monde, il n'est pas nécessaire de satisfaire à la norme 3-A, mais celle-ci est considérée comme une indication révélatrice d'une conception saine.
Le pompage et le traitement thermique des produits visqueux sont les principaux défis d'un échangeur thermique tubulaire. Les échangeurs thermiques tubulaires (THE) sont particulièrement appréciés pour les produits contenant des particules. Les tubes présentent un minimum d'obstructions susceptibles de gêner les particules et peuvent être nettoyés facilement. Mais parmi les quatre modèles tubulaires de base, quel est celui qui convient le mieux à votre produit ?
Que vous produisiez des boulettes de viande en sauce, de la confiture de fraises, des desserts au chocolat ou du lait blanc, tous ces procédés reposent sur le traitement thermique, ce qui suppose en général l'utilisation d'échangeurs thermiques. Le type d'échangeur thermique employé dépend des caractéristiques du produit à fabriquer, comme la viscosité ou la taille des morceaux. Les produits complexes et difficiles, contenant des morceaux et présentant une viscosité élevée ou variable, requièrent des échangeurs thermiques d'une conception plus élaborée, avec des tubes, afin de garantir un débit de produit correct.