5 erreurs coûteuses dans le processus de séchage et comment les éviter

A propos des présentateurs

Susan Newman est directrice des services professionnels chez METER Group. Sa maîtrise de la conception, de l'ingénierie et du contrôle de l'humidité a aidé d'innombrables entreprises du secteur alimentaire et du cannabis à affiner et à optimiser leurs processus de séchage.

Zachary Cartwright est le principal scientifique alimentaire du groupe METER. Il est titulaire d'un doctorat en sciences alimentaires de l'université de l'État de Washington et d'une licence en biochimie de l'université de l'État du Nouveau-Mexique.

Transcription, éditée pour plus de clarté

Dr. Zachary Cartwright :

Bonjour à tous, je m'appelle Zachary. Je suis ici aujourd'hui avec Susan et nous sommes ravis de vous parler de cinq erreurs coûteuses liées au processus de séchage et des moyens de les éviter. 

Qu'il s'agisse de cuisson, de déshydratation, de fumage, de séchage ou de maturation - quel que soit le nom que lui donne votre équipe, ou quelle que soit l'étape de votre processus - tout se résume à une chose. Vous éliminez l'eau. De nombreuses entreprises agroalimentaires procèdent ainsi, et toutes celles qui le font vous diront qu'il est très difficile d'être précis et cohérent. 

Il existe des centaines de sujets différents que nous pourrions aborder concernant l'amélioration du séchage, mais aujourd'hui, nous nous concentrerons sur les cinq principales erreurs que nous voyons. 

Les erreurs dont nous allons parler sont les suivantes :

1. Mauvaise compréhension des mesures correctes à utiliser,
2. L'utilisation de la mauvaise méthode pour cette mesure,
3. Laisser les opérateurs travailler à l'intuition, et peut-être même utiliser leurs mains pour guider leurs décisions,
4. l'échantillonnage aux mauvais endroits, et
5. Laisser la boucle de contrôle ouverte. 

Quels sont les enjeux ?

Avant d'examiner les cinq erreurs, je voudrais parler des enjeux, du coût de l'inaction et de ce qu'il en coûte aux entreprises lorsqu'elles ne s'attachent pas à réduire la variabilité de la teneur en eau. 

Nous avons ici une figure qui montre le coût de l'inaction. Sur l'axe X, vous avez le temps en semaines, et sur l'axe Y, vous avez le coût. 

Cet exemple concerne différents produits alimentaires pour animaux de compagnie. Vous remarquerez que chaque semaine qui passe coûte des dizaines de milliers de dollars. Ce n'est pas seulement le cas pour les aliments pour animaux, mais aussi pour de nombreux autres produits. 

Beaucoup d'entreprises ne sont même pas conscientes de ce que leur coûte une forte variabilité de leur taux d'humidité. 

D'après votre expérience, Susan, qu'avez-vous constaté lorsque vous vous adressez à vos clients ? Sont-ils conscients de ces chiffres et de ce qu'ils leur coûtent ?

Dr. Susan Newman :

Excellente question. Ils sont conscients, mais ils ne le sont pas assez. Ils sous-estiment le coût. 

Ce graphique provient de données réelles de clients - avant que nous ne travaillions avec eux, ils sous-estimaient les coûts d'environ 80 %. C'était énorme. 

Ils savaient qu'il y avait une possibilité d'augmenter le rendement, mais ils pensaient qu'elle serait assez faible, parce que les données peuvent être difficiles à trouver et à interpréter dans l'industrie alimentaire. La plupart du temps, elles sont consignées sur papier. En creusant et en dépensant de l'énergie, ils se sont rendu compte qu'ils perdaient presque huit fois plus que ce qu'ils pensaient.

Les gens sous-estiment souvent ce qu'ils peuvent faire en contrôlant le processus. Il s'agit d'un exemple tiré des aliments pour animaux de compagnie, où le coût des ingrédients est assez bas, mais nous observons la même situation chez les clients qui utilisent des viandes à muscles entiers, par exemple, ou du cannabis - où le coût des ingrédients ou du produit est beaucoup plus élevé. 

le coût des ingrédients dans les aliments pour animaux de compagnie pourrait être de quelques centimes. Mais comparez cela au cannabis, dont le prix peut atteindre, selon le marché, 2 000 dollars la livre. Ou encore la viande - 8 dollars la livre est un prix assez moyen dans ce cas. Il s'agit donc d'un phénomène exponentiel pour ces marchés.

Erreur n° 1 : ne pas comprendre les mesures correctes à prendre 

Dr. Zachary Cartwright :

Cela nous amène à notre première erreur de séchage. Ce que je remarque chez de nombreuses entreprises alimentaires, c'est qu'elles ne comprennent pas la mesure correcte qu'elles doivent utiliser. 

Fondamentalement, les mesures de l'eau peuvent être résumées en deux types : la teneur en eau ou l'activité de l'eau. Je voudrais prendre le temps de noter les différences entre ces deux mesures. 

Avant de les comparer, que constatez-vous, Susan, lorsque vous allez parler à un client ? Utilise-t-il l'une de ces mesures ou les deux ? Comment sont-elles mises en œuvre ?

Dr. Susan Newman :

Je vois tout. Vous ne pouvez même pas imaginer ce que j'ai vu. Du proche infrarouge aux balances d'humidité en passant par le Karl Fischer. Il y a aussi beaucoup d'activités liées à l'eau, mais les exigences en matière de PCC varient d'une industrie à l'autre. Les aliments pour animaux de compagnie, par exemple, sont très attachés à la teneur en eau en tant que CCP. 

Beaucoup d'entreprises avec lesquelles nous travaillons comprennent l'importance de l'activité aquatique pour les paramètres de sécurité, et l'utilisent donc un peu plus. Je suis ravi de voir cela. Il nous reste cependant un long chemin à parcourir - je vois beaucoup de gens utiliser des balances d'humidité dans leurs usines. Je vois beaucoup d'activité de l'eau dans les laboratoires, mais pas tellement dans les ateliers de production.

J'ai rencontré un client - j'adore raconter cette histoire parce qu'elle est très amusante - un directeur financier qui était très enthousiaste à propos de la teneur en eau. Dans son laboratoire, il y avait donc dix appareils de mesure de la teneur en eau et un appareil de mesure de l'activité de l'eau. 

Lorsque j'ai rencontré le chef de l'équipe d'assurance qualité - elle s'appelle Theresa, je l'adore -, elle a adoré cet appareil de mesure de l'activité de l'eau, car elle savait où se produisait la croissance des agents pathogènes. Elle savait que les bactéries ne se développent pas en dessous de 0,8, que les moisissures et les levures ne se développent pas en dessous de 0,6 et que rien ne se développe en dessous de 0,6. 

Elle a également compris que l'activité de l'eau est la force motrice du croustillant. Si vous fabriquez un produit croustillant, vous avez besoin de l'activité de l'eau dans votre vie, et elle l'a compris. 

Le directeur financier s'intéressait beaucoup à la teneur en eau, car c'est le paramètre de rendement - et il a raison. Si vous dirigez une entreprise, vous devez comprendre le taux d'humidité, mais vous devez aussi fabriquer un produit sûr. Comprendre ces deux mesures et les utiliser de manière appropriée est un point sur lequel nous devons vraiment nous pencher dans le secteur alimentaire.

Dr. Zachary Cartwright :

Nous avons ici un tableau qui permet de résumer la différence entre ces deux mesures.

L'activité de l'eau est une mesure de l'énergie. C'est un principe thermodynamique. Cette énergie est importante car elle nous permet de savoir si certaines réactions chimiques peuvent se produire, si des micro-organismes peuvent se développer ou si la texture peut changer. La teneur en eau est simplement une quantité. Si vous pouviez retirer chaque molécule d'eau d'un échantillon d'aliment ou d'un produit, vous obtiendriez la teneur en eau. Il est extrêmement difficile d'éliminer toute l'eau et d'obtenir une mesure précise. 

L'activité de l'eau est qualitative. Ce que je veux dire par là, c'est que même si nous obtenons un chiffre quantitatif, il est qualitatif parce que nous pouvons le relier à la sécurité et à la qualité du produit. Je vois beaucoup d'entreprises qui essaient de prendre une mesure de la teneur en eau et de la mettre en relation avec la sécurité et la qualité du produit. Mais la variabilité inhérente à la teneur en eau rend la chose extrêmement difficile. La teneur en eau est plus quantitative, comme vous l'avez dit. Un directeur financier ou un décideur qui réfléchit à l'augmentation de son rendement ou de ses revenus s'intéressera à la teneur en eau. 

L'activité de l'eau est le moteur des réactions chimiques. La teneur en eau, même si elle a un rapport avec les réactions chimiques, est vraiment difficile à comprendre. L'activité de l'eau est beaucoup plus précise et exacte à cet égard, ce qui nous permet de faire la détermination et de la relier à la sécurité et à la qualité. Avec l'activité de l'eau, nous disposons de normes connues. Il s'agit de différentes solutions salines qui ont toujours la même activité de l'eau, ce qui facilite grandement la vérification de l'étalonnage d'un instrument de mesure de l'activité de l'eau. La teneur en eau n'est pas soumise à ce type de normes. Il n'y a rien qui ait une teneur en eau inhérente à laquelle nous puissions nous comparer, il est donc très difficile de savoir si l'on obtient un chiffre exact ou non.

Enfin, l'activité de l'eau n'a pas d'unité. Elle va de zéro - quelque chose qui n'a pas d'énergie - à un, quelque chose qui a la même énergie que l'eau pure. Lorsque nous parlons de teneur en eau, celle-ci est généralement exprimée en pourcentage, soit sur une base humide, soit sur une base sèche. 

Nous espérons que ce tableau vous aidera à comprendre certaines des différences entre ces deux mesures de l'eau.

Erreur n°2 : Utiliser la mauvaise méthodologie de mesure

Dr. Zachary Cartwright :

Passons à la deuxième erreur : l'utilisation d'une mauvaise méthode de mesure. 

Qu'il s'agisse de l'activité de l'eau ou de la teneur en eau, il existe différentes méthodologies pour chacune d'entre elles, et il est vraiment difficile de contrôler un processus s'il existe un écart-type important et une grande variabilité inhérente à la méthode utilisée.

Nous avons ici un graphique qui montre les résultats d'un produit, testé avec différentes méthodologies, et les résultats de chacune de ces méthodologies. Sur l'axe X, vous avez différentes méthodologies. Sur l'axe X, vous avez la teneur en humidité et l'activité de l'eau. 

La première chose que je voudrais que vous remarquiez, c'est que même s'il s'agit exactement du même produit, la teneur en eau est très variable. Mais si vous regardez l'activité de l'eau, elle est très cohérente - presque aucun changement dans l'activité de l'eau, même si la mesure de la teneur en eau nous donne un degré élevé de variabilité. 

Pourquoi est-ce important, Susan ?

Dr. Susan Newman :

Lorsque nous avons réalisé cette étude, j'étais très enthousiaste. Nous avons pris un produit, l'avons acclimaté et parfaitement homogène, prêt à l'emploi - vous verrez que l'activité de l'eau est très homogène à 0,42. 

Nous l'avons envoyé, puis nous avons examiné les différents taux d'humidité. J'ai été très choquée par les résultats obtenus. Le taux le plus bas était de 3,5 et le plus élevé de presque 10, et ce pour le même produit. 

J'ai essayé de me mettre à la place d'une équipe d'assurance qualité. Que ressentiraient-ils s'ils obtenaient ces résultats ? Quelles actions pourraient-ils entreprendre à partir de ces résultats ? Lorsque je vois des résultats aussi variés, je me sens vaincu pour eux. 

Supposons que vous n'envoyiez votre produit qu'à un seul laboratoire et que vous n'obteniez qu'un résultat de 3,5. Vous pensez que vous séchez trop votre produit, alors vous ajoutez de l'humidité, réduisez les températures, diminuez peut-être les temps de cuisson, ce qui peut perturber les étapes d'élimination du CCP si vous ne faites pas attention.

À l'autre bout du spectre, si vous obtenez une lecture de 10 et que votre produit peut atteindre 12 % - et c'était le cas de ce produit - vous obtenez cela et vous vous dites "Wow, je fais vraiment du bon travail". 

Mais en regardant toutes ces données, j'ai été choqué par la variance que nous avons constatée et par la difficulté qu'il y a à faire du bon travail tous les jours pour que votre produit soit cohérent.

Dr. Zachary Cartwright :

Nous avons récemment organisé un séminaire en ligne sur les mesures d'humidité, et ce qui est ressorti de ce séminaire en ligne, une fois que nous avons recueilli des données, c'est l'ampleur de la variabilité, en particulier pour les bilans d'humidité.

Cela nous ramène à ce que vous avez dit plus tôt. Beaucoup d'installations que nous desservons peuvent avoir 10 balances d'humidité et un compteur d'activité de l'eau, mais cette balance d'humidité peut avoir une variabilité de 4 à 7 %. C'est très courant, et cela peut être dû à une personne différente qui l'utilise ou à une méthodologie différente, etc. 

Que feriez-vous si vous étiez cette personne chargée de l'assurance qualité, Susan ? Que feriez-vous après avoir vu ces données ? Comment cela vous aiderait-il à prendre une décision sur la méthode que vous devriez utiliser ?

Dr. Susan Newman :

Voir ces points de données individuels serait énorme pour moi. J'ai toujours su que l'activité de l'eau est essentielle pour nous en raison de sa précision. Je constate que le taux d'humidité varie avec mes clients, de plus ou moins 2 % en général, mais aussi de 4 à 7 % comme vous l'avez dit. 

Si je voyais ces données, je serais choqué et je commencerais à remettre en question mes méthodes. Je me demanderais : "Comment puis-je faire mieux ? Quelle est la vérité ? Comment puis-je m'appuyer sur des mesures plus précises, telles que l'activité de l'eau, tout en les appliquant à la teneur en eau, qui est un CCP, essentiel à mes rendements et à mes bénéfices ?"

Je voudrais vraiment me pencher sur cette activité aquatique, mais comprendre la différence et la relation entre les deux, et il y a une relation. C'est à cela que je consacrerais mon temps. Mais si je n'obtenais qu'un seul de ces points de données, je penserais que je me débrouille très bien ou qu'il faut me licencier.

Dr. Zachary Cartwright :

Il est important de noter qu'il existe une relation entre l'activité de l'eau et la teneur en eau, et c'est un point que nous aborderons dans l'erreur suivante. 

Erreur n° 3 : Laisser les opérateurs travailler à l'intuition 

Dr. Zachary Cartwright :

Parlons de la troisième erreur : Laisser les opérateurs travailler selon leur intuition au lieu de leur fournir des données précises en temps réel pour les aider à prendre des décisions éclairées. 

Vous avez de bonnes histoires à ce sujet, Susan. Je vous laisse la parole.

Dr. Susan Newman :

Je consacre la majeure partie de mon temps à l'erreur numéro trois. Beaucoup d'opérateurs, en particulier ceux qui travaillent depuis longtemps, conservent des connaissances tribales. 

Un de mes clients préférés - j'espère qu'il nous regarde aujourd'hui. Bonjour, Harley ! - travaillait sur une ligne où l'on fabriquait un biscuit pour chien. Ils ont préparé une pâte pour commencer, et il était convaincu qu'il pouvait mettre la main dans la pâte, la sentir, et dire si elle allait bien se dérouler ou non. Je l'ai mis au défi sur ce point, parce qu'en réalité, ce qu'il sentait, c'était la température. Au fur et à mesure que l'on roule à la filière, le produit plus froid ressort un peu mieux, mais les mains ne sont pas calibrées pour faire ce genre de travail. Si vous vous fiez à cela, appelez-moi. Nous ne voulons pas faire cela, mais c'est très courant.

Même le QA était d'accord avec ça parce que ce n'était pas un moment du processus où ils mesuraient quoi que ce soit. Cela n'avait pas vraiment d'importance en tant que CCP. Pour lui, c'était donc l'intuition. Mais comment va-t-il former les gens ? Comment former les gens pour qu'ils aient ce sens de l'intuition ? Travailler sur l'intuition : ce n'est pas toujours la meilleure idée. C'est mon premier exemple. 

Un autre exemple que je vois souvent est celui du cannabis. Historiquement, il n'y avait pas beaucoup de science dans le domaine du cannabis. Il y avait beaucoup de tests rapides. Si un client fait un test rapide, c'est autour de 0,4 d'activité de l'eau qu'il va ressentir cette sensation. J'ai effectué de nombreux tests à ce sujet : cette sensation de "snap" sur la branche se produit à 0,4, et c'est un problème parce qu'à ce moment-là, vous avez déjà dégradé les terpènes dans votre produit.

Nous savons qu'à partir de 0,5 d'activité de l'eau, les terpènes commencent à se dégrader dans le cannabis. Si votre moyenne sort à 0,4 d'activité de l'eau, vous avez déjà dégradé les terpènes. C'est la même chose pour les chips et d'autres produits. Si vous séchez trop, vous commencez à perdre en qualité.

Dans ce graphique, la zone rouge correspond à l'idéal. Ce graphique concerne spécifiquement le cannabis, il s'agit d'un isotherme de cannabis montrant la relation entre l'humidité et l'activité de l'eau. Je souhaite que tous nos clients atteignent cette zone idéale. C'est le point où nous sommes à l'abri de la croissance des pathogènes. Il n'y a pas beaucoup de cultures de cannabis en dessous de 0,625. Il faut se méfier de l'aspergillus enchiladas, qui peut pousser jusqu'à 0,625, mais je veux qu'ils aient toujours ce beau rendement.

Nous voulons les maintenir entre 0,55, pour des terpènes beaux et agréables, et une limite supérieure de 0,625. En respectant cette limite, ils obtiendront un beau produit, mais aussi le produit le plus rentable à vendre. 

Sur la base de cette relation entre l'humidité et l'activité de l'eau, un test rapide donne généralement un taux d'humidité d'environ 8 %. Si vous utilisez une méthode plus précise, telle que l'activité de l'eau, vous serez en mesure d'obtenir la précision dont vous avez besoin pour atteindre 12 % d'humidité. Pour le cannabis, une augmentation de 4 % du taux d'humidité, même si vous produisez 50 000 livres par an à un prix de vente de 2 000 la livre, vous pouvez envisager un problème de 4 millions de dollars en optimisant ces 4 %.

Il s'agit d'un cas extrême en raison de la valeur du produit, mais nous observons ce phénomène pour tous les produits, même ceux de faible valeur. Un autre aspect très intéressant de la compréhension de l'isotherme - la relation entre l'humidité et l'activité de l'eau - est que vous pouvez voir la raison pour laquelle Harley n'était pas très efficace. Vous pouvez voir que ce changement important de l'activité de l'eau ne correspond qu'à un petit changement de l'humidité, donc l'humidité ne change pas beaucoup, mais l'activité de l'eau change beaucoup. C'est pourquoi les mains ne fonctionnent pas. C'est pourquoi il est préférable d'utiliser l'activité de l'eau comme mesure de choix.

Dr. Zachary Cartwright :

Il est important de comprendre que l'isotherme de sorption de l'humidité que nous examinons est une spécialité du groupe METER. Nous disposons d'une technologie brevetée qui nous permet d'établir soit une courbe de désorption pour comprendre comment l'eau est éliminée d'un produit, soit une courbe d'adsorption pour comprendre comment l'eau se lie à ce produit. En utilisant cette courbe et en fixant un objectif pour l'activité de l'eau, nous pouvons trouver un point idéal et satisfaire tout le monde. Nous pouvons satisfaire la personne chargée de l'assurance qualité qui comprend la science, car elle connaît son objectif et comprend également ce que cet objectif de teneur en eau devrait être.

Ce graphique résume bien tout ce qu'il faut savoir sur l'eau contenue dans ce produit, ce qui satisfait les scientifiques et les décideurs, et permet de comprendre ce qu'il faut faire. Il s'agit d'un outil que nous pouvons utiliser pour chaque type de produit. Même chaque formulation peut avoir une courbe différente que nous devons prendre en compte.

Erreur n° 4 : échantillonner aux mauvais endroits

Dr. Zachary Cartwright :

Passons à l'erreur numéro quatre : L'échantillonnage au mauvais endroit. 

Susan, lorsque vous vous rendez dans un établissement alimentaire, où voyez-vous les gens prélever des échantillons et où devraient-ils le faire ?

Dr. Susan Newman :

Excellente question. Je vois généralement des gens qui prélèvent des échantillons après le refroidissement. Dans cet exemple, avant que le produit ne soit emballé, c'est généralement là que se trouvent les CCP, de sorte que l'on observe un échantillonnage important dans cette zone, puis un échantillonnage sporadique au cours du processus.

Certains de mes clients commencent à comprendre les différences entre les ingrédients et la manière dont elles affectent la pâte. Dans cet exemple de biscuits, nous avons une zone de pâte, nous mélangeons les ingrédients bruts, nous avons un four et un refroidisseur. Dans le mélangeur, la pâte a généralement une activité de l'eau de 0,99.

Ensuite, au rayon frais, pour obtenir un biscuit bien croustillant, cela représente environ 0,3 activité de l'eau. En échantillonnant ces deux zones, on obtient une vue d'ensemble. Mais la partie manquante est la plus importante, celle qui consomme le plus d'énergie : le four.

Ce que j'aime voir, ce sont des clients qui se diversifient et qui comprennent vraiment un objectif pour chaque processus. La pâte est un processus, le four est un processus, puis le refroidissement. Nous pourrions même élargir le champ d'application et nous intéresser à la manière dont le produit est stocké après avoir été refroidi, mais avant d'être emballé. Ainsi, en fonction de la situation, à 0,3 d'activité de l'eau, si l'environnement est vraiment sec, on peut perdre de l'humidité. Dans un environnement humide, vous pouvez gagner de l'humidité et pousser les niveaux jusqu'à obtenir des biscuits grossiers qui ne sont pas croustillants. Il est très important de comprendre chacun de ces processus.

Dr. Zachary Cartwright :

Ce graphique ne montre pas que de plus en plus d'entreprises mesurent les ingrédients entrants. Nombre d'entre elles fixent aujourd'hui une spécification, à savoir plus ou moins 10 % d'activité de l'eau pour les ingrédients entrants. La raison en est que toute variation dans l'ingrédient entrant peut se répercuter sur le produit final. 

Cela devient de plus en plus courant. L'avez-vous constaté dans votre expérience avec certaines entreprises ?

Dr. Susan Newman :

Oui, c'est pourquoi je suis ici en train de sourire. L'un de mes clients préférés est Sunrise Fresh. Ils ont une ferme familiale. C'est génial, ils cultivent des cerises, des noix et d'autres choses du même genre. 

L'un de leurs produits les plus problématiques est la cerise. D'une année à l'autre, en fonction de la quantité d'eau et de l'ensoleillement, les niveaux de brix des cerises peuvent changer. C'est pourquoi ils étudient désormais l'isotherme de la cerise pour comprendre comment cette variation de la valeur Brix affecte la cerise. Si vous la séchez et la mettez dans un sac pour la croquer, c'est une chose. Mais si vous l'utilisez comme ingrédient dans un autre produit, comme une barre énergétique par exemple, l'impact est plus important, car le sucre est un humectant très puissant. 

C'est une façon amusante de considérer les ingrédients. Un petit changement d'une année sur l'autre dans une cerise peut être un grand changement dans une barre de céréales.

Dr. Zachary Cartwright :

Il est important de noter que nous pouvons établir une isotherme, que ce soit pour chaque saison ou pour chaque formulation, et que cette isotherme nous aide vraiment à déterminer le point idéal. Nous pouvons établir cette isotherme pour chaque produit ou formulation et utiliser ensuite cette information pour fixer correctement l'objectif. 

Un autre point à noter à propos de cette figure est que je remarque que certaines entreprises utilisent des appareils de mesure de l'activité de l'eau de table pour essayer d'obtenir une mesure en cours de processus. Cela peut être assez efficace, mais si vous prélevez un échantillon et que vous devez attendre que la température atteigne le bon niveau pour effectuer une mesure, ou si vous devez préparer un grand nombre d'échantillons, il vous faudra peut-être plus de 20 minutes pour obtenir une mesure. À ce stade, il est déjà trop tard. Les changements se sont déjà produits et vous ne pouvez pas les corriger efficacement. 

Pourquoi est-il si important de pouvoir effectuer une mesure en cours de processus, Susan ?

Dr. Susan Newman :

Je sais exactement de quoi vous parlez. Certaines personnes pensent que si nous ne savons pas, l'ignorance est une bénédiction, nous pouvons continuer à fonctionner. Mais ils utilisent un produit qui n'est pas conforme aux spécifications. Peut-être qu'il correspond aux spécifications de CCP, mais il n'a pas la qualité que vous souhaitez. 

En comprenant exactement où vous en êtes, en obtenant rapidement ce retour d'information et en procédant à ces micro-ajustements, vous pouvez atteindre la perfection, et c'est ce que vous voulez. 20 minutes, c'est trop long. La vitesse de la bande est aussi élevée que possible parce que nous voulons un bon rendement, alors 20 minutes peuvent représenter une énorme quantité de détournement et de retouches. J'aime voir cela instant par instant. Et si vous pouvez fermer la boucle, c'est encore mieux. C'est un sujet que nous aborderons également dans la prochaine édition.

Erreur n° 5 : Laisser la boucle de contrôle ouverte

Dr. Zachary Cartwright :

Très bien, notre cinquième et dernière erreur est de laisser la boucle de contrôle ouverte. 

Qu'entendez-vous par là, Susan ? Vous en avez parlé plus tôt dans l'erreur n° 4, mais qu'entendez-vous par "boucle ouverte" ou "boucle fermée" ?

Dr. Susan Newman :

Le pandémonium, voilà ce que je veux dire. En laissant votre boucle de contrôle ouverte, cela signifie que vous ne faites qu'écouler le produit. Vous connaissez probablement la durée et la température d'un biscuit ou de n'importe quel autre produit. Laisser la boucle ouverte signifie que vous réglez ces paramètres et que vous laissez tourner le produit jusqu'à ce qu'il y ait un problème. Vous n'optimisez pas vraiment. 

C'est à ce stade de la réduction des variations que je souhaite vraiment voir mes clients prospérer. Je veux qu'ils génèrent un produit qui corresponde parfaitement à leurs spécifications.

Vous verrez dans le graphique ci-dessous un exemple de notre système SKALA Solo en cours d'exécution, qui nous permet de fermer la boucle d'un processus au lieu de le laisser s'exécuter. 

La variabilité est l'ennemi. Si la variabilité est importante, le rendement et la capacité de production sont moindres. Le fonctionnement de ces fours coûte également plus cher. De plus, il y a beaucoup de retouches, de personnel coûteux, et ensuite, où allez-vous conserver le produit ? Vous devrez conserver ce produit, et lorsque vous le conservez et qu'il n'est pas conforme aux spécifications, cela peut entraîner des problèmes de moulage. Vous devrez alors jeter ce produit, ce qui ne plaira pas non plus à vos clients. Ils ne veulent pas d'un biscuit moisi. 

En bouclant la boucle et en comprenant ces données, nous obtenons un historique. Un produit comme SKALA (ou d'autres sur le marché) peut vous fournir ces données historiques, mais comprendre à quoi elles devraient ressembler et apporter des changements rapidement, vous ne pouvez pas le faire si vous êtes un être humain. Vous devez le faire en examinant les données seconde par seconde, puis en sachant précisément quand procéder à un ajustement, afin de ne pas déséquilibrer votre système.

Dr. Zachary Cartwright :

Pour clarifier, ce système en boucle ouverte dépend toujours d'un être humain - il est évident qu'il y aura des erreurs associées à cela. Le système en boucle fermée est toujours contrôlé ou surveillé par un opérateur, mais les ajustements rapides sont effectués par l'instrument lui-même ou par la machine. 

Peut-être pourriez-vous nous en dire un peu plus à ce sujet.

Dr. Susan Newman :

Certainement. SKALA Solo examine les températures à l'intérieur du système - c'est-à-dire les températures d'entrée, de sortie et du produit - et dispose ensuite d'un algorithme breveté. Nous comprenons l'humidité en cours de processus et l'activité de l'eau, et nous collectons les deux, mais j'aime me former à l'activité de l'eau. 

Vous verrez dans cet exemple d'automate qu'il y a un point qui indique la cible d'activité de l'eau. Les opérateurs vont ensuite prélever un échantillon pour vérifier que l'algorithme fonctionne efficacement. Il effectue des ajustements en permanence, des micro-ajustements qui n'ont pas un impact énorme sur le processus global que vous avez validé avec votre département R&D.

Nous voulons examiner les données seconde par seconde et, à chaque minute, prendre la décision de procéder à un micro-ajustement. Mais ce n'est pas tout, vous verrez aussi qu'il y a plusieurs zones. Vous pourrez voir quelle zone a le plus d'impact sur le résultat que vous essayez d'atteindre et vous adapter à cette zone.

Nous avons parlé de l'activité de l'eau et de la teneur en eau, mais maintenant nous rassemblons tout cela, en examinant les enregistrements historiques et la façon dont nous pouvons vraiment apporter les données de l'industrie 4.0 pour obtenir des résultats en temps réel, rapides et exploitables pour les opérateurs.

Dr. Zachary Cartwright :

Si nous laissons jouer cette animation PLC, vous remarquerez qu'il y a un certain objectif, qu'il est inférieur à l'objectif optimal et qu'il y a beaucoup de variations. Mais 30 minutes seulement après la mise en œuvre de SKALA Solo, vous verrez que cette variation est réduite et que vous pouvez augmenter l'objectif. 

Cela nous ramène à notre tout premier graphique sur les risques encourus, ou sur le coût pour les entreprises qui ne sont pas en mesure de procéder à l'ajustement. Ce graphique montre très bien la puissance de SKALA Solo pour réduire très rapidement cette variation.

Pour quel produit, Susan ?

Dr. Susan Newman :

Il s'agit de croquettes extrudées pour animaux de compagnie, d'aliments pour chiens.

Dr. Zachary Cartwright :

À partir de là, j'aimerais poser une question sur les opérateurs. Comment faire pour qu'un nouvel employé soit aussi bon qu'une personne qui travaille dans l'industrie depuis 30 ans ? Cet outil permet-il d'y parvenir ?

Dr. Susan Newman :

Oui, rien n'est magique, mais cet outil supprime définitivement la prise de décision des mains de l'homme et la fait à sa place. Il va effectuer ces ajustements dans un système en boucle fermée, relié directement à un automate programmable. 

Il reçoit donc des données PLC, qui peuvent même être au niveau micro, ces données PLC arrivent, il les lit, comprend ces températures d'entrée, de sortie, de produit, et s'ajuste ensuite automatiquement. 

D'un appareil à l'autre, le démarrage et l'arrêt seront toujours difficiles. Nous aidons les opérateurs à se concentrer sur la manière dont ils procèdent au démarrage et à l'arrêt, puis nous prenons le relais, ce qui permet de mettre le processus en mode régulateur de vitesse.

Bilan et récapitulation

Dr. Zachary Cartwright :

Très bien, pour conclure, je voudrais passer en revue une dernière fois les cinq erreurs coûteuses. 

La première est une mauvaise compréhension de la mesure correcte à utiliser. La deuxième est l'utilisation d'une mauvaise méthodologie pour la mesure. La troisième est de laisser les opérateurs travailler à l'intuition - et nous avons passé en revue quelques histoires racontées par Susan. La quatrième est l'échantillonnage au mauvais endroit - comment nous devons non seulement échantillonner le produit final, mais aussi tout au long du processus. Enfin, le dernier thème abordé est celui de l'ouverture de la boucle de contrôle. 

Si vous avez des questions sur l'un de ces sujets, ou des questions sur l'activité de l'eau, la teneur en eau, les isothermes ou SKALA Solo, n'hésitez pas à nous contacter, à visiter notre site web, ou à contacter Susan ou moi-même directement. Nous serons heureux de répondre à vos questions. 

Nous avons maintenant quelques questions à poser, et nous allons ouvrir le débat pour répondre à autant de questions que possible.

Q&R #1 : Pouvez-vous nous parler un peu des différences et des points communs que vous avez observés dans la manière dont les différents produits sèchent ? Une approche de séchage spécifique au produit est-elle toujours nécessaire ?

Dr. Susan Newman :

Les agents pathogènes sont des agents pathogènes, et le lieu où ils se développent est vraiment spécifique à l'agent pathogène, et non au produit. Nous savons que les bactéries ne se développent pas en dessous de 0,8, les levures et les moisissures en dessous de 0,6. 

La différence réside dans la compréhension du produit, et nous avons parlé de l'isotherme, la différence entre l'humidité et l'activité de l'eau est différente pour chaque produit. La manière d'atteindre un point de sécurité sera différente pour tous ces produits et spécifique à chacun d'entre eux. 

La différence consiste à savoir où aller vite et où ralentir. Pour un biscuit, le processus est rapide. Il n'y a pas lieu de s'inquiéter outre mesure de la croissance microbienne. Pour un produit comme le salami, le processus peut durer de 30 à 90 jours. Vous voulez que des bactéries se développent dans le produit, mais vous devez le faire en toute sécurité. 

Ces différences existent donc dans tous les domaines. Dans le cas du cannabis, si nous allons trop vite, nous tuons les terpènes à l'extérieur du produit et laissons l'intérieur humide. C'est donc au niveau de la vitesse que se situent les différences.

Dr. Zachary Cartwright :

Il est intéressant de noter que même si les cibles sont les mêmes pour certains de ces différents produits, la manière dont ces produits perdent de l'eau ou en gagnent est vraiment spécifique au produit ou même à la formulation. Mais l'utilisation d'un isotherme nous permet de comprendre ce phénomène. Cela peut vous aider à fixer vos objectifs. Cela peut également dépendre de la méthodologie que vous utilisez, qu'il s'agisse d'une méthode de séchage par pulvérisation ou d'une étuve par lots ou autre, nous sommes en mesure d'examiner chacune de ces méthodes et de vous aider à réduire les variations et à atteindre votre objectif.

Q&R #2 : Quels conseils donneriez-vous à quelqu'un qui essaie de sécher le plus rapidement possible des produits à forte teneur en eau (60% MC ou plus) ?

Dr. Zachary Cartwright :

En général, les produits ayant un taux d'humidité aussi élevé sont des produits tels que les vinaigrettes ou les confitures, par exemple, qui ont un taux d'humidité beaucoup plus élevé. Si vous travaillez avec de la pâte ou quelque chose comme des aliments pour animaux, vous devez faire attention à ne pas sécher trop rapidement, ce qui provoquerait un encastrement. Dans ce cas, l'intérieur du produit a une teneur en humidité plus élevée, une activité de l'eau plus importante que l'extérieur, et une fois que le produit atteint l'équilibre, vous commencez à avoir des problèmes microbiens. 

Je ne sais pas exactement quel est le produit qui nous intéresse ici, mais je dirai que pour certains produits, il faut faire attention à ne pas les chauffer trop rapidement. 

Quelle est votre expérience, Susan ? Y a-t-il quelque chose qui m'échappe ?

Dr. Susan Newman :

Nous devons nous pencher sur les étapes à franchir. Je suis intéressé par les humectants que vous pourriez utiliser pour réduire l'activité de l'eau afin d'obtenir un produit plus stable et plus sûr, de manière à éviter la croissance bactérienne. Le pH pourrait également être pris en compte dans le cadre de la technologie des obstacles, afin d'éviter la prolifération des agents pathogènes.

Q&R #3 : Je travaille dans le domaine des snacks. En termes de SPC, quel attribut dois-je utiliser pour mesurer et contrôler afin de réduire la variation du processus ?

Dr. Susan Newman :

Nous en avons beaucoup parlé. Pour étudier la variation des processus, il faut disposer d'une très bonne méthode de mesure, d'un bon critère, et cela passe par la précision. En ce qui concerne l'activité de l'eau, vous pouvez obtenir une précision de 0,003, 0,005, ce qui est le cas de nos TE et de notre AQUALAB 3. Les bilans d'humidité, que nous avons montrés aujourd'hui, ont donné des résultats allant de 0,35 à près de 10. 

Si vous envisagez un contrôle statistique de votre processus, il vous faut trouver un excellent moyen de mesurer l'activité de l'eau. C'est l'attribut que vous voulez établir pour chaque étape du processus, du mélange à la cuisson et au refroidissement, et avant l'emballage.

Dr. Zachary Cartwright :

Cela nous ramène encore une fois aux isothermes. Beaucoup de produits de grignotage se trouvent dans cette zone idéale dont nous avons parlé. Une variation de 1 % de la teneur en eau peut représenter une différence de 30 ou 40 % de l'activité de l'eau. Il est donc logique de vouloir utiliser la mesure la plus précise et la plus exacte possible, et c'est ce que l'on appelle l'activité à chaque fois.

Quelles sont les étapes du processus de séchage les plus susceptibles de favoriser la croissance microbienne ? Que peut-on faire pour y remédier ?

Dr. Susan Newman :

Nous avons examiné l'exemple des biscuits, et j'ai vu des cas où des personnes utilisant un procédé par lots mélangent tous leurs ingrédients, ajoutent de l'eau, puis le produit est pressé ou formé, passe au four, puis ils ajoutent d'autres ingrédients, mais n'ont pas effectué un lavage complet. 

La première chose à faire est de s'assurer que l'on dispose d'un bon programme d'assainissement, que l'on se lave aussi souvent qu'il le faut, que l'on fait des prélèvements pour voir s'il y a une prolifération et que l'on enregistre les endroits où la prolifération est la plus forte. Vous verrez que ce sont généralement des endroits difficiles d'accès. Le problème, c'est qu'ils sont difficiles d'accès et que les gens ne les nettoient pas.

C'est ce que je constate assez souvent. Que peut-on faire à ce sujet ? En examinant vos programmes et vos changements d'équipe, c'est vraiment là que je penche, ainsi qu'en faisant en sorte que votre produit soit en dessous des spécifications pour la croissance microbienne. À moins que vous n'utilisiez une étape d'élimination, vous ne tuez rien, mais vous voulez atteindre un point où les microbes ne se développent pas et ne se multiplient pas. 

Encore une fois, les bactéries ont une activité de l'eau de 0,8, les levures et les moisissures - nous allons vous le marteler - ont une activité de 0,6. Il s'agit d'atteindre ces limites le plus rapidement possible et de s'y maintenir.

Dr. Zachary Cartwright :

La seule chose que j'ajouterai est que même si vous êtes en dessous de ces limites, gardez à l'esprit que les conditions de votre installation peuvent favoriser la croissance microbienne si l'humidité ou les températures sont élevées. Même si vous êtes en dessous des limites mentionnées par Susan, vous pouvez être dans un environnement où les micro-organismes sont déjà présents, et une fois que l'environnement permet la croissance, vous verrez une floraison, les micro-organismes commenceront à se développer. 

Gardez donc cela à l'esprit : même si vous contrôlez le produit tout au long du processus de séchage, s'il est proche d'une limite, il doit toujours être surveillé de très près.