par Matthew Coultas, responsable du développement commercial Aflex Hose

La contamination, l’absorption d’oxygène dissous, la perte de gaz carbonique et les arrêts de production imprévus liés à la maintenance comptent parmi les défis les plus coûteux auxquels sont confrontées les brasseries aujourd’hui ; ils peuvent entraîner un gaspillage de produit, une réduction de la durée de conservation et des perturbations opérationnelles onéreuses. Mais ces scénarios stressants peuvent être évités grâce à une décision stratégique, souvent négligée : le choix du flexible adapté à chaque application en brasserie. Grâce à une technologie de flexibles adaptée, les brasseurs peuvent garantir une qualité constante de leurs produits et optimiser leurs process de nettoyage.

Les flexibles sont utilisés dans les brasseries pour le déchargement des matières premières et diverses tâches de transfert au cours de la production, jusqu’au transport du produit vers les lignes de filtration, de conditionnement et d’embouteillage et de mise en conserve à grande vitesse. Mais les assemblages de flexibles doivent faire plus que simplement transférer le produit.
 
Au cours des 20 dernières années, les process de nettoyage en place (NEP) et de stérilisation en place (SEP) ont évolué : ils sont désormais plus fréquents, utilisent des produits chimiques plus agressifs et fonctionnent à des températures plus élevées que jamais. Par conséquent, les flexibles utilisés dans les brasseries doivent résister à des cycles de nettoyage répétés grâce à leur résistance aux produits chimiques et à la température, tout en garantissant l’hygiène et en offrant une durée de vie longue et fiable sans compromettre la qualité de la bière.

Qu’est-ce qu’un flexible idéal pour les applications brassicoles ?

Les qualités idéales des flexibles destinés aux applications brassicoles sont les suivantes :

• Non absorbants : n’absorbent pas les produits ni les produits chimiques de nettoyage qui pourraient ensuite se retrouver dans la bière
• Sans lixiviation : ne contiennent pas d’adhésifs susceptibles de se lixivier à travers la surface intérieure, ni de fissure non détectée dans la surface intérieure, vers le produit 
• Sans goût ni odeur : préservent les profils gustatifs et aromatiques
• Résistants à la formation de biofilm
• Faciles à nettoyer à l’intérieur
• Résistants aux pliures, faciles à manipuler
• Longue durée de vie : même en cas de cycles NEP/SEP fréquents
• Résistance chimique : insensibles aux acides et alcalis forts 
• Insensibles au nettoyage à l’eau chaude ou à une solution détergente à 60–85 °C

Compatibilité NEP

Dans les brasseries, les tuyaux sont exposés au transfert de produit, ainsi qu’à des cycles répétés de remplissage et de nettoyage utilisant des produits chimiques agressifs. Les surfaces en contact avec le produit sont régulièrement soumises à des process NEP prolongés visant à éliminer les salissures et à tuer les bactéries. Ces cycles de nettoyage durent souvent plus d’une heure par jour, ou après chaque changement de produit, ce qui soumet les flexibles à des contraintes importantes. C’est souvent le process de nettoyage qui a l’impact le plus significatif sur la durée de vie des flexibles et le coût total de possession. La durée d’un cycle NEP peut également avoir un impact significatif sur la productivité d’une brasserie.

Les produits chimiques utilisés dans ces opérations de nettoyage dépendent principalement de la nature des salissures (matières indésirables présentes à la surface des éléments en contact avec les aliments ou les boissons). Celles-ci sont principalement composées de résidus de produit, mais peuvent également inclure : des minéraux provenant de l’eau d’alimentation, des résidus de détergents insolubles, des biofilms collants formés par des micro-organismes et des contaminants environnementaux tels que la poussière ou les lubrifiants de machines. Ces salissures constituent une source de nutriments pour les bactéries et doivent être éliminées.

Dans les brasseries, les levures et les bactéries peuvent former sur les surfaces des films invisibles très difficiles à éliminer. Par conséquent, il est nécessaire d’utiliser des nettoyants et des désinfectants acides et hautement oxydants, tels que les acides phosphorique, nitrique ou chlorhydrique.

Une fois les salissures éliminées, il est nécessaire de désinfecter pour détruire les micro-organismes résiduels. En fonction de la boisson et du process, cela peut impliquer l’utilisation de vapeur, d’eau chaude ou de désinfectants chimiques.

Le chlore est le désinfectant chimique le plus largement utilisé ; il peut être appliqué sous forme de chlore liquide, d’hypochlorite de sodium ou de chloramines inorganiques. En solution, ces substances forment de l’acide hypochloreux (HOCl), dont l’efficacité dépend du pH, de la concentration, de la température et du temps d’exposition.

Parmi les autres désinfectants, on trouve les peroxydes, les acides gras, les composés d’ammonium quaternaire et l’iode. Collectivement, ces substances créent un environnement d’exploitation extrêmement agressif pour les matériaux des flexibles.

Évaluation des flexibles exposés à des produits chimiques de nettoyage NEP et de stérilisation standard, zones résiduelles de biofilm après le NEP

Les flexibles en caoutchouc nitrile sont largement utilisés en raison de leur faible coût d’achat, mais ils commencent à se détériorer lorsqu’ils sont exposés aux produits chimiques standard de nettoyage NEP et de stérilisation. Les flexibles en caoutchouc EPDM sont plus chers que ceux en nitrile, mais offrent une meilleure résistance générale aux produits chimiques et à la température. L'EPDM offre une meilleure résistance, mais sa durée de vie reste limitée.

Les flexibles en silicone offrent souplesse et résistance aux hautes températures ; ils sont couramment utilisés dans les applications de remplissage de boissons. Cependant, le silicone peut se fragiliser et libérer des produits de dégradation après exposition aux produits chimiques NEP, ce qui compromet la qualité du produit.

Les flexibles en caoutchouc revêtus de FEP offrent une meilleure résistance chimique, mais les revêtements collés présentent des risques de lixiviation, d’affaissement et de fissuration par fatigue, en particulier dans les applications impliquant une flexion importante ou des coudes serrés.

Les flexibles FaBLINE™ d’Aflex Hose, une société du groupe Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS), résistent à tous les process NEP et SEP, qu’il s’agisse des produits chimiques, de la température ou de la durée du nettoyage. La conception de pointe de FaBLINE permet aux brasseries :

• D'améliorer l’efficacité du nettoyage
• De réduire la durée des cycles NEP
• De diminuer la consommation de produits chimiques et d’énergie
• De minimiser les risques de contamination, d’altération des produits et de rappel de lots

La surface intérieure lisse en PTFE à paroi lisse de FaBLINE améliore l’élimination des salissures et réduit le risque de contamination croisée en éliminant les résidus de produit piégés, les foyers microbiens et l’accumulation de résidus après les transferts.

Exigences en matière d’embouteillage à grande vitesse

À mesure que les vitesses des lignes de remplissage et de conditionnement continuent d’augmenter, les temps d’arrêts imprévus sont devenus plus coûteux. Le coût total d’exploitation doit donc prendre en compte bien plus que le coût initial du flexible, notamment :

• Le coût d’achat et d’installation du flexible
• Le temps de NEP supplémentaire non productif
• Les pertes de produit ou les produits non conformes aux spécifications
• La consommation d’énergie et de produits chimiques
• Les pertes de productivité
• Le risque de contamination et de rappel de produit pour l’entreprise

Les performances des flexibles ont également des répercussions au-delà de la brasserie. Lorsqu’un flexible tombe en panne, cela est souvent perçu comme une défaillance de la machine, ce qui affecte directement la réputation du fabricant de la machine de remplissage. Le choix du flexible revêt donc une importance capitale pour les brasseries et les fabricants de machines de remplissage.

Les flexibles revêtus de PTFE, tels que les FaBLINE, offrent des performances supérieures à celles des flexibles en PVC, en nitrile, en EPDM, en chloroprène, en IIR, en silicone et en PEHD pour répondre aux exigences des machines de conditionnement des boissons.

La conception de FaBLINE est idéale pour les mouvements répétitifs de montée et de descente d’une machine de remplissage de canettes. Des essais en laboratoire réalisés par Aflex (à l’aide d’une machine d’essai en U à roulement) ont montré que FaBLINE peut résister à plus de 100 000 cycles de flexion répétée avec des rayons de courbure serrés et à la pression de service maximale. En comparaison, certains flexibles concurrents ont cédé après moins de 13 400 cycles.

Performances de différentes catégories courantes de structure de flexibles par rapport aux caractéristiques idéales d’un flexible

Des flexibles fiables pour réduire les problèmes d’oxygène dissous

Il est également particulièrement crucial de limiter le risque d’absorption d’oxygène pendant le processus de conditionnement qui transfère la bière dans des canettes, des bouteilles ou des fûts. Certains flexibles peuvent contribuer à des niveaux élevés d’oxygène dissous (OD), ce qui affecte le goût du produit final et réduit la durée de conservation de la bière.

Chaque augmentation de 10 ppb (parties par milliard) d’OD réduit d’un mois la durée de conservation et altère la saveur de la bière.

Cervecería La Tropical, l’une des brasseries les plus emblématiques de Miami, aux profondes racines historiques cubaines, a amélioré l’efficacité de sa ligne de mise en canettes en installant FaBLINE et en résolvant les problèmes liés à l’OD.

Après avoir constaté une oxygénation de sa ligne de mise en canettes causée par des flexibles en PVC, La Tropical est passée en 2023 aux flexibles FaBLINE (0,5") avec gaine en EPDM bleu et raccords TriClamp.

Les douze flexibles FaBLINE installés sur la ligne de mise en canettes de La Tropical ont permis de réduire les niveaux d’oxygène dissous de 50 ppb à un niveau quasi nul. La Tropical utilise également un flexible FaBLINE pour transférer la bière déjà gazéifiée de la cuve de bière claire vers le pasteurisateur flash, après avoir constaté une perte de gaz carbonique avec des flexibles en EPDM due à la formation de mousse dans cette même application.

Toujours aux États-Unis, la brasserie artisanale et cidrerie Wyndridge Farm, basée en Pennsylvanie, s’est tournée vers FaBLINE pour résoudre de toute urgence des niveaux inacceptablement élevés d’oxygène dissous avant de conditionner une commande de 21 000 caisses de bière artisanale destinée à un grossiste européen.

Wyndridge Farm a identifié le problème en effectuant des mesures de l’oxygène dissous (OD) tout au long de sa chaîne de production et a découvert que les flexibles en silicone de la machine de remplissage des canettes étaient à l’origine de l’apport d’oxygène.

En l’espace d’une journée, Wyndridge a pu réduire ses niveaux d’OD de 100-150 ppb à bien moins de 50, et expédier sa commande européenne dans les délais.

Des flexibles pour optimiser la durée de conservation

La conception de FaBLINE permet à la surface intérieure en PTFE de s’étirer à l’extérieur et de se comprimer à l’intérieur des coudes. Cela permet de conserver un alésage circulaire lisse sur toute la longueur du flexible, sans déformation, ce qui se traduit par un écoulement régulier et homogène avec un minimum de turbulences, réduisant ainsi le risque de micro-aération pendant le transfert.

La surface intérieure en PTFE réduit également la pénétration d’oxygène à travers la paroi du flexible, et sa forte résistance aux process NEP/SEP empêche l’apparition de fissures ou de couches perméables favorisant la formation d’oxygène. De plus, la tresse externe empêche la dilatation et la contraction du flexible susceptibles d’aspirer de l’oxygène, ce qui est essentiel pendant les phases de transfert et de remplissage.

Il a été démontré que les caractéristiques de FaBLINE contribuent à protéger la bière de l’oxydation, préservant ainsi sa saveur et sa durée de conservation.

Taux de disponibilité élevé, absence de temps d’arrêts imprévus

Une grande brasserie implantée au Mexique a adopté FaBLINE afin d’améliorer la fiabilité, l’hygiène et la continuité de l’approvisionnement dans ses brasseries mexicaines, sans que cela n’ait d’impact négatif sur les programmes rigoureux de nettoyage en place (NEP).

Cette brasserie, qui produit des bières de renommée mondiale, utilisait des flexibles en NBR (caoutchouc nitrile-butadiène) depuis sa mise en service. Au fil du temps, l’assistance technique et la disponibilité des pièces de rechange, tant auprès du fabricant que des distributeurs locaux, ont cessé d’être assurées. Les performances, la propreté et la durabilité des flexibles sont des exigences importantes pour le déchargement du jus de tomate, un ingrédient de haute qualité utilisé dans une bière de type michelada. Après le déchargement du jus de tomate, les flexibles FaBLINE sont nettoyés à l’aide d’un process NEP à l’eau chaude et à la soude caustique.

À l’issue d’une évaluation technique détaillée menée conjointement par l’équipe d’ingénierie de Watson-Marlow et le service de maintenance de la brasserie, le modèle Aflex FaBLINE 3” équipé de raccords de qualité alimentaire a été sélectionné. Dans un premier temps, un flexible a été fourni à titre d’essai, puis d’autres flexibles ont été livrés un an plus tard. Depuis sa mise en service, la brasserie fait état d’un fonctionnement stable, sans aucune défaillance : deux ans pour un flexible et un an pour les deux autres.

FaBLINE offre souplesse et résistance à l’usure grâce à son flexible à surface intérieure lisse et à haut débit. La structure non collée de FaBLINE ne provoque aucune migration de substances dans le produit et présente un délai d’usure au moins dix fois supérieur à celui du flexible à surface intérieure lisse en FEP lors des essais « rolling-U ». FaBLINE présente un faible rayon de courbure, nécessite un effort minimal pour être plié et est facile à installer.

En adoptant FaBLINE, la brasserie artisanale suisse Dr. Gab’s a constaté une augmentation significative de la durée de fonctionnement, de la fiabilité et de la sécurité des process, par rapport aux flexibles en caoutchouc précédemment utilisés dans la brasserie. Avec les anciens flexibles en caoutchouc, Dr. Gab’s a connu des défaillances et des ruptures de flexibles, ce qui a entraîné un nettoyage excessif et des pertes de produit. 

Par conséquent, Dr. Gab’s s’est de plus en plus tournée vers les flexibles FaBLINE pour le transfert de la bière vers et depuis le carbonateur. Depuis l’achat de plus de 25 flexibles FaBLINE, Dr. Gab’s les utilise principalement pour des applications exigeantes, telles que la carbonatation finale. Après l’ajout d’acide carbonique, la bière est transférée sous haute pression vers la ligne d’embouteillage.

Conçus pour garantir la disponibilité, l’hygiène et une longue durée de vie

Souples et résistants aux pliures, les flexibles FaBLINE sont utilisés pour diverses applications dans les brasseries du monde entier en raison de leurs performances fiables et hygiéniques, ainsi que de leur durée de vie plus longue par rapport aux autres flexibles.

Pour les brasseries qui remplacent leurs flexibles tous les un, deux, voire trois ans, il est temps de se tourner vers une solution plus économique et plus hygiénique. Si l’on prend en compte le coût total des temps d’arrêt, des pertes de produit et de l’efficacité du nettoyage, FaBLINE offre un retour sur investissement rapide et une fiabilité opérationnelle à long terme.

Les flexibles FaBLINE offrent les avantages suivants aux brasseries :

• Élimination du risque de contamination, la surface intérieure en PTFE étant non adsorbante
• Excellente résistance chimique pour le nettoyage en place (NEP), ce qui réduit les temps de cycle et le risque d’altération du produit
• Résistance aux hautes températures pour la stérilisation en place (SEP)
• Raccords serties hygiéniques, revêtus de PTFE, ne nécessitant aucune maintenance
• Protection contre l’oxygène dissous et la perte de gaz carbonique
• Durée de vie exceptionnelle qui réduit les temps d’arrêt et les coûts de remplacement
• Débits plus élevés permettant des temps de chargement/déchargement plus courts et des coûts de traitement réduits
• Manipulation souple, sans risque de pliure
• Faible rayon de courbure et effort de flexion réduit

En savoir plus sur les flexibles FaBLINE