Quel intérêt présentent les capteurs en ligne pour la nutrition animale ? C’est autour de cette question que Tecaliman a réuni étudiants d’Oniris et professionnels de la nutrition animale, lors des 3es Rencontres industrielles techniques et technologiques (Ritt). Cette technologie encore coûteuse permettrait de bons retours sur investissement lorsque l’usage est finement adapté aux besoins, assurent les experts.
En partenariat avec l’école vétérinaire Oniris, Tecaliman a choisi le thème de l’analyse en ligne dans la nutrition animale pour les 3es Rencontres industrielles techniques et technologiques (Ritt), qui se tenaient à Nantes le 4 décembre 2014. L’analyse en ligne a un but informatif mais aussi correctif : l’information recueillie par les capteurs, plus représentatifs d’un lot complet qu’un échantillonnage (qui reste néanmoins obligatoire), permet d’avoir une meilleure maîtrise de la composition et donc une meilleure maîtrise énergétique.
En nutrition animale, les critères essentiels qu’il faut connaître à propos de la composition de l’aliment sont les taux d’humidité, de protéines et de matières grasses, rappelle une étudiante d’Oniris en présentant le cahier des charges des usines d’alimentation animale. La fabrication d’aliments se base sur deux principes élémentaires qui sont la diversité des matières premières et un nombre important de lots : « La fabrication représente environ 7 % du prix de l’aliment », précise l’étudiante. Aussi la mesure en ligne doit-elle permettre de gagner en performances nutritionnelle et industrielle. Les trois étapes clés du process de fabrication où il est intéressant de connaître un maximum d’informations sont : le poste de réception, le mélangeur et le séchage/refroidissement.
Pour être efficaces et présenter un réel intérêt, les capteurs doivent remplir un certain nombre de critères tenant compte de l’environnement particulier de l’usine de fabrication d’aliments : ils doivent être reliés au matériel d’automatisme industriel, avoir une bonne résistance à la poussière et à l’encrassement, aux vibrations, aux perturbations magnétiques, avoir un faible impact sur le diagramme des temps, résister aux agressions chimiques et avoir l’approbation Atex. D’un point de vue strictement matériel, il faut que les capteurs soient équipés d’un logiciel capable de faire l’interface entre les mesures et l’analyse, qu’ils puissent mesurer avec précision des données en mouvement, qu’ils établissent une calibration en fonction du flux de matière, que le temps d’acquisition soit inférieur ou égal à une seconde. Il faut également prévoir le nettoyage facile des surfaces de visualisation, choisir le taux de pénétration dans la masse, et que les capteurs soient le moins sensibles possible à la granulométrie et à la forme des particules.
Mesurer c’est contrôler
Raf Snoekx, de la société Kemin : « Le taux d’humidité joue un rôle essentiel dans le coût de l’aliment. »
À charge pour les entreprises (en l’occurrence Kemin, Bruker et Perten) de présenter leur savoir-faire en la matière et démontrer la pertinence de la mesure en ligne pour l’industrie de l’alimentation animale. Raf Snoekx, de la société Kemin, s’est concentré sur le taux d’humidité en démontrant à quel point réduire sa variation pouvait induire des réductions de coût d’énergie et de production. « Mesurer veut dire contrôler, et donc améliorer », déclare-t-il en guise d’introduction. Et de rappeler que les variations d’humidité peuvent engendrer des pertes importantes : « Le taux d’humidité joue un rôle essentiel dans le coût de l’aliment, dans la qualité de l’aliment et surtout dans la sécurité alimentaire. » Ainsi les fluctuations de l’humidité observées dans la mélangeuse impactent les paramètres de fonctionnement du conditionneur et de la presse, augmentant ainsi les variations de l’humidité dans l’aliment fini. Ce poste s’avère donc un point clé pour placer le capteur.
Contrôler les variations se fait en deux temps : on réduit d’abord celles-ci puis on augmente les limites maximales afin d’obtenir une humidité optimale. « La gestion en ligne de l’humidité permet des actions correctives en temps réel, une analyse rapide des échantillons (25 lectures par seconde) et élimine l’erreur humaine », souligne Raf Snoekx, qui présente le principe de fonctionnement des capteurs : la constance diélectrique (εr) de l’aliment dépend fortement du niveau d’humidité qu’il contient, en raison de la structure polaire des molécules d’eau, effet de rotation de la molécule de l’eau et de la fréquence de résonance. Les sondes micro-ondes mesurent ainsi le changement d’amplitude à une fréquence déterminée (pour les sondes analogiques traditionnelles) ou changent de fréquence selon l’augmentation de l’humidité grâce au scan continu qui observe la fréquence réponse et sélectionne la meilleure (sonde multi-fréquences digitale). La calibration de la sonde établit la relation entre la valeur lue par la sonde et l’humidité mesurée par une méthode de référence : « La précision de la mesure en ligne dépend de la qualité de votre calibration », indique Raf Snoekx. Ainsi pour une bonne précision, la linéarité du capteur doit être supérieure à 80 % : « Une faible linéarité peut s’expliquer par un changement de ratio, un mauvais échantillonnage des aliments ou une méthode de référence de l’humidité imprécise. »
Atteindre un taux d’humidité optimal permet ainsi d’augmenter la productivité avec le même coût énergétique et, de façon générale, renforcer la qualité du produit, ce qui se répercute sur la sécurité alimentaire et au final sur les performances de l’animal.
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Sarah Le Blé
Retrouvez l'intégralité de l'article dans la RAA 683 janvier-février 2015
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