Élaboration de la procédure de vérification de l'efficacité des mélangeurs

Principes généraux

La vérification de l'efficacité des mélangeurs consiste à évaluer la concentration d'une ou de plusieurs substances dans un nombre déterminé d'échantillons provenant d'un lot d'aliments du bétail.
On calcule le coefficient de variation (CV) pour le lot afin d'en déterminer l'homogénéité, ce qui permet de déterminer l'efficacité du mélangeur.

Les principes suivants doivent être pris en compte dans l'élaboration du test de vérification de l'efficacité des mélangeurs dans un établissement donné:

1. La procédure de vérification de l'efficacité des mélangeurs doit être définie

La procédure écrite doit préciser :

le mélangeur à vérifier
la durée de mélange
la taille du lot

Les recommandations du fabricant de l'équipement doivent être utilisées comme point de départ pour établir les lignes directrices propres à chaque établissement en ce qui concerne l'utilisation de l'équipement. Le lot échantillonné doit être préparé selon les pratiques habituelles de fabrication des aliments de l'établissement (p. ex. en ce qui concerne la séquence d'ajout des ingrédients).

2. Calendrier des contrôles

l'efficacité des mélangeurs doit être vérifiée :

dans un délai d'au plus 90 jours suivant l'installation ou le remplacement d'un mélangeur;
après une réparation ou une modification importante pouvant avoir une incidence sur le fonctionnement du mélangeur;
périodiquement, mais au moins une fois par période d'un à trois ans, selon le profil de risque de l'établissement.

3. Procédure de vérification

Paramètres de fonctionnement des mélangeurs

l'ordre dans lequel les ingrédients sont ajoutés, la quantité de substance d'essai ajoutée, la durée de mélange et la taille du lot doivent correspondre à ceux des conditions normales d'utilisation de l'équipement.

Substance d'essai

La substance d'essai est une matière qui peut être mesurée pour évaluer l'efficacité du mélangeur.

Choix d'une substance d'essai

Il faut prendre en compte les critères suivants dans le choix de la substance d'essai :

La méthode utilisée pour déterminer la concentration de la substance choisie doit être hautement reproductible et présenter une faible variation (p. ex. en ce qui concerne les méthodes de laboratoires, la variabilité analytique doit être inférieure au CV établi pour le mélangeur).
Un seul ingrédient doit contribuer à la majeure partie de la concentration de la substance d'essai dans le mélange afin d'éviter de masquer tout manque d'uniformité.
Pour ce qui est du choix de la substance d'essai, un ou plusieurs des éléments nutritifs suivants conviennent dans la plupart des cas :
- sodium
- chlorure
- zinc
- manganèse
- cuivre

D'autres substances d'essai peuvent être acceptables pourvu qu'elles soient indicatives de l'homogénéité du produit et puissent être vérifiées par un laboratoire approuvé.

Procédure d'échantillonnage

Une fois le mélange terminé, il faut prélever au moins neuf échantillons ponctuels.
Ces échantillons ponctuels doivent être représentatifs de l'ensemble du lot.
Les échantillons doivent être prélevés directement à la sortie du mélangeur ou le plus près possible de la sortie.
Si cela est impossible, on peut, à l'aide d'une sonde, prélever des échantillons à différents endroits dans le mélangeur.
Pour ce qui est des systèmes de fabrication en continu, les échantillons doivent être prélevés pendant que l'équipement fonctionne, à intervalles réguliers prédéterminés, et aussi près que possible de la sortie.
Les échantillons ponctuels, au nombre de neuf et de quantités égales (entre 100 g et 500 g pour ce qui est des aliments secs et entre 500 g et 1 000 g pour les ration totale mélangée (RTM)) doivent être prélevés au moyen d'une petite boîte, d'un gobelet ou d'une pelle de prélèvement dans le flot d'aliment s'écoulant du mélangeur. Chaque échantillon doit ensuite être placé dans le sac ou contenant approprié portant le numéro correspondant à l'ordre de prélèvement. Ne pas préparer d'échantillon composite.

On fournit à l'annexe I trois exemples de cette méthode de base s'appliquant à différents types d'équipement.

Limites critiques

On considère qu'un mélangeur produit des aliments homogènes lorsque le coefficient de variation d'un lot ne dépasse pas :

5 % dans le cas des prémélanges médicamenteux dilués^{Note de bas de page 1}
10 % dans le cas des micro-prémélanges, des macro-prémélanges et des suppléments
15 % dans le cas des aliments complets et des rations totales mélangées

Mesures correctives

Si les résultats de la première vérification ne respectent pas les normes acceptées, les résultats doivent être réévalués et si nécessaire les échantillons originaux, analysés de nouveau. Si la nouvelle analyse des échantillons indique que le mélange est adéquat, c'est cette conclusion qui doit être retenue. Si les résultats de la première analyse sont confirmés et que le CV se situe au-dessus de la limite critique, une deuxième analyse doit être effectuée avec la même procédure. Si les résultats de cette deuxième analyse indiquent que le mélange est adéquat, ce sont ces résultats qui seront retenus.

Dans le cas où la deuxième analyse confirme la mauvaise qualité du mélange, il faut immédiatement en rechercher la cause. Il faut ensuite prendre des mesures correctives et vérifier l'efficacité du mélangeur jusqu'à ce que les résultats indiquent un taux d'uniformité satisfaisant. Voir à l'annexe III les causes possibles d'un mélange insatisfaisant et de mauvais résultats au test de validation de l'efficacité des mélangeurs.

Documents et dossiers

Les documents et dossiers suivants sont requis :

la procédure écrite de vérification de l'efficacité du mélangeur;
les données de vérification de l'efficacité du mélangeur, dont :
- la date de la vérification
- la feuille de mélange du lot échantillonné
- la durée de mélange
- les rapports d'analyse de laboratoire et les données brutes dans le cas de l'utilisation de méthodes autres que des méthodes de laboratoire ainsi que le CV calculé
le registre d'entretien de l'équipement
le registre des mesures correctives prises dans les cas où les CV obtenus sont trop élevés

Annexe I - Exemple de procédure de vérification de l'efficacité des mélangeurs

Nota : L'une des méthodes les plus généralement reconnues de validation des mélangeurs est la « Test Procedure for Solids - Mixing Equipment for Animal Feeds », approuvée et adoptée par l'American Society of Agricultural Engineers en 1990 (normes 5303.2 et S380), et présentée dans Standards of the American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, Michigan. Plusieurs adaptations de cette procédure ont été faites pour des circonstances déterminées ou pour répondre à des objectifs particuliers.

Programme général de validation

Objet

Déterminer la capacité d'un mélangeur à produire des aliments contenant des ingrédients uniformément distribués à l'intérieur de délais de mélange établis.
On suppose que tous les ingrédients se comportent de la même façon que le traceur pour ce qui est de la miscibilité et que, par conséquent, ils seront distribués de la même manière dans la matrice d'aliment. Dans la pratique, il se peut que ce ne soit pas toujours le cas en raison de variations dans la taille des particules, la densité, les propriétés électrostatiques, les interactions au sein de la matrice, etc.

Principle

Une quantité déterminée de traceur est ajoutée à un lot d'aliment. L'aliment est mélangé pendant la durée de mélange requise, puis au moins neuf échantillons sont prélevés pendant la vidange du mélangeur. On analyse ensuite chaque échantillon pour déterminer la concentration de traceur qu'il contient. L'analyse statistique des données obtenues permet de déterminer l'efficacité du mélangeur.

Contrôle de la qualité

L'efficacité d'un mélangeur doit être vérifiée quand l'appareil fonctionne à capacité normale. Dès qu'on prépare des mélanges dans des quantités inférieures à la capacité du mélangeur, il faut vérifier l'efficacité du mélangeur pour cette quantité (la quantité minimale de mélange correspond à la moitié de la capacité du mélangeur).
La matrice d'aliment choisie doit correspondre aux aliments couramment préparés à l'aide du mélangeur. S'il existe des différences trop marquées dans la formule des produits (p. ex. aliments complets volumineux par opposition aux suppléments concentrés), il se pourrait qu'il soit nécessaire de vérifier l'efficacité du mélangeur en fonction des différentes matrices, surtout si des médicaments entrent dans la composition du produit.
Les tests de validation doivent être effectués une fois par période d'un à trois ans, selon le profil de risque de l'établissement. Il faut aussi faire un test de vérification chaque fois qu'un mélangeur subit un ajustement, que des nouvelles pièces sont installées (rubans, vis ou palettes) ou que des modifications sont apportées à la façon de procéder. Il pourrait être judicieux de valider l'efficacité du mélangeur selon différents temps de mélange afin de déterminer quelle durée de mélange est la plus efficace, surtout après des réparations qui pourraient influer sur la performance de l'appareil. Le dépassement exagéré du temps de mélange optimal pourrait entraîner la ségrégation des différents ingrédients de l'aliment préparé.
Le laboratoire chargé d'analyser les échantillons prélevés doit fournir le coefficient de variation correspondant à la méthode utilisée afin d'aider le fabricant à interpréter les résultats. Idéalement, le CV du mélangeur ne doit pas être de beaucoup supérieur à celui de la méthode (c.–à–d., 5 %).
En plus de prélever des échantillons à la sortie du mélangeur, on peut, pour le même lot, en prélever de différents points du système de production, ou au moins à la décharge du système, et ce, afin de vérifier que le produit demeure adéquatement homogène tout au long du processus de fabrication.

Les tests de vérification de l'efficacité des mélangeurs peuvent être réalisés au moyen de l'une des trois méthodes de base suivantes, selon le type de mélangeur à évaluer.

1. Mélangeurs en discontinu (à l'exception des mélangeurs de RTM)

Volume du lot : Les mélangeurs doivent être évalués selon une utilisation correspondant à leur capacité fonctionnelle.

Type d'aliment à analyser : L'analyse peut porter sur n'importe quel lot du programme de production. Nota : Idéalement, le type d'aliment choisi doit contenir des médicaments et correspondre au type d'aliment le plus fréquemment préparé au moyen du mélangeur en question.

Nombre d'échantillons à prélever : Il faut prélever au moins neuf échantillons ponctuels par lot.

Procédure:

Peser exactement la quantité voulue de l'ingrédient contenant la substance d'essai à ajouter dans le mélangeur.
Préparer au moins neuf sacs ou contenants numérotés de façon séquentielle.
Calculer de la façon suivante l'intervalle à respecter entre chaque prélèvement d'échantillon : Mesurer le temps requis pour que le mélangeur se vide complètement après avoir été rempli à pleine capacité. Convertir le temps en secondes. Pour neuf échantillons, diviser le nombre obtenu par dix. Par exemple, un cycle de vidange de cinq minutes correspond à 300 secondes. Si on divise par dix, cela nous indique qu'il faut prélever le premier échantillon après 30 secondes, puis toutes les 30 secondes jusqu'à ce que neuf échantillons aient été prélevés. On peut aussi procéder en se fondant sur des poids cibles répartis à intervalles réguliers pendant la vidange du mélangeur.
Ajouter les ingrédients entrant dans la composition de l'aliment selon la séquence habituelle.
Faire fonctionner le mélangeur pendant la durée normale et noter la durée exacte du mélange.
À la fin du cycle, prélever au moins neuf (9) échantillons ponctuels aussi près que possible de la sortie du mélangeur.
1. Pendant la vidange, prélever le premier échantillon dans la première tranche correspondant à 10 % de la charge totale du mélangeur. Le dernier échantillon doit quant à lui être prélevé lorsqu'il ne restera plus que l'équivalent de 10 % du produit à décharger.
2. Prélever les échantillons ponctuels en tenant une petite boîte, un contenant ou une pelle de prélèvement dans le flot d'aliment. Chaque échantillon doit contenir entre 100 g et 500 g d'aliment. Placer chaque échantillon dans le sac ou le contenant numéroté approprié à l'ordre de prélèvement.
Faire parvenir les échantillons à un laboratoire accrédité pour qu'on y détermine la concentration de substance d'essai ou procéder à l'analyse physique de la substance d'essai dans chaque échantillon.
Calculer la moyenne, l'écart-type et le coefficient de variation du mélangeur en fonction des résultats obtenus. (Nota : De nombreux laboratoires effectuent ces calculs sur demande.)

2. Mélangeur en discontinu - RTM

Volume du lot : Les mélangeurs doivent être évalués selon une utilisation correspondant à leur capacité fonctionnelle.

Nombre d'échantillons à prélever : Il faut prélever au moins neuf échantillons ponctuels par lot. Comme la taille des particules des RTM varie beaucoup, il faut s'assurer de prélever des échantillons ponctuels représentatifs.

Procédure:

Peser exactement la quantité voulue de l'ingrédient contenant la substance d'essai à ajouter dans le mélangeur de RTM.
Préparer au moins neuf contenants numérotés de façon séquentielle (les contenants doivent avoir une capacité se situant entre 1 et 2 litres).
a) Si les échantillons sont prélevés à la sortie du mélangeur : Mesurer le temps requis pour que le mélangeur se vide complètement après avoir été rempli à pleine capacité. Convertir le temps en secondes. Pour neuf échantillons, diviser le nombre obtenu par dix. Par exemple, un cycle de vidange de cinq minutes correspond à 300 secondes. Si on divise par dix, cela nous indique qu'il faut prélever le premier échantillon après 30 secondes, puis toutes les 30 secondes jusqu'à ce que neuf échantillons aient été prélevés. On peut aussi procéder en se fondant sur des poids cibles répartis à intervalles réguliers pendant la vidange du mélangeur.
b) Si les échantillons sont prélevés de la mangeoire : Déterminer la longueur de la mangeoire remplie d'aliment lors de la vidange du mélangeur (utilisé selon sa capacité fonctionnelle normale). Si on utilise des contenants, placer les contenants numérotés à intervalles réguliers le long de la mangeoire vide de façon à ce que la première et la dernière portion du lot soient échantillonnées.
Ajouter les ingrédients entrant dans la composition de l'aliment selon la séquence normale.
Faire fonctionner le mélangeur pendant la durée normale et noter la durée exacte du mélange.
Une fois le cycle terminé :
1. Si les échantillons sont prélevés à la sortie du mélangeur : Prélever au moins neuf (9) échantillons ponctuels (volume de chaque échantillon = entre 500 g et 1 000 g) aussi près que possible de la sortie du mélangeur en tenant dans le flot d'aliment une petite boîte, un contenant ou une pelle de prélèvement. Remplir le récipient à pleine capacité. Prélever le premier échantillon pendant la décharge de la première portion de 10 % du lot. Le dernier échantillon sera quant à lui prélevé pendant le déchargement de la dernière tranche de 10 % du mélange.
2. Si les échantillons sont prélevés dans la mangeoire avec des contenants numérotés : Vider le contenu du mélangeur dans la mangeoire au long de laquelle des contenants numérotés auront été placés. Récupérer avec soin les contenants (qui devraient tous contenir au moins entre 500 g et 1 000 g de matériel) et en verser le contenu dans des contenants hermétiques.
3. Si les échantillons sont prélevés à la main dans la mangeoire : Vider le contenu du mélangeur dans la mangeoire. Prélever avec soin des échantillons ponctuels représentatifs (contenant chacun entre 500 g et 1 000 g), en puisant sur toute la profondeur de la couche déposée, à intervalles réguliers, le long de la mangeoire.
Comme ces échantillons ont une teneur élevée en humidité, placer tout le contenu de chacun des récipients dans un sac hermétique (portant le même numéro que le récipient). Envoyer les échantillons à un laboratoire accrédité pour qu'on y détermine la concentration de la substance d'essai ou procéder à l'analyse physique de la substance d'essai dans chaque échantillon.
Calculer la moyenne, l'écart-type et le coefficient de variation du mélangeur en fonction des résultats obtenus (sur une base de matière sèche de 100 %). (Nota : De nombreux laboratoires effectuent ces calculs sur demande.)

3. Systèmes de mélangeur-doseur en continu (fondés sur la réglementation québécoise)

Nombre d'échantillons à prélever : Il faut prélever au moins neuf échantillons ponctuels par lot. Comme la taille des particules peut varier beaucoup dans les systèmes de mélangeur-doseur en continu, il faut s'assurer de prélever des échantillons représentatifs.

Procédure:

Préparer neuf contenants numérotés de façon séquentielle.
Déterminer les intervalles de prélèvement des échantillons de la façon suivante : Mesurer le temps requis (en secondes) pour produire un lot d'aliment (ou une tonne d'aliment si la capacité du mélangeur excède une tonne). Diviser le nombre obtenu par dix.
Pendant que l'appareil fonctionne, prélever neuf échantillons ponctuels en respectant les intervalles déterminés à l'étape n^o 2, aussi près que possible de la sortie du mélangeur. Les échantillons sont obtenus en tenant les contenants dans le flot d'aliment. Ils doivent contenir chacun entre 500 g et 1 000 g d'aliment. Transférer ensuite chaque échantillon dans le sac numéroté approprié.
Envoyer les échantillons à un laboratoire accrédité pour y faire déterminer la concentration de la substance d'essai ou procéder à l'analyse physique de la substance d'essai dans chaque échantillon.
Calculer la moyenne, l'écart-type et le coefficient de variation du mélangeur en fonction des résultats obtenus. (Nota : La plupart des laboratoires effectuent ces calculs sur demande.)

Annexe II - Vérification de l'efficacité des mélangeurs – Résolution de problèmes

Les rubans ou palettes sont-ils usés ou déformés?
Y a-t-il une accumulation excessive d'aliment sur les rubans ou palettes?
A-t-on procédé à des réparations, à des ajustements ou au remplacement d'une pièce (p. ex. rubans, vis, palettes, différente puissance de moteur) susceptibles d'influer sur le fonctionnement du mélangeur?
Y a-t-il eu des modifications dans la façon de procéder (p. ex. modification du temps de mélange, non-respect de la capacité fonctionnelle du mélangeur établie par le fabricant) susceptibles d'influer sur le fonctionnement du mélangeur?
Le mélangeur fonctionne-t-il au nombre normal de tours par minute, les rubans tournent-ils dans le bon sens?
Les lots analysés contenaient-ils plus de 5 % à 8 % d'ingrédients liquides? De quelle façon les liquides ont-ils été ajoutés (par pulvérisation, par atomisation, etc.)?
La taille des particules des ingrédients variait-elle beaucoup selon les lots analysés?
L'ingrédient contenant la substance d'essai possédait-il des propriétés (p. ex. une charge électrostatique) pouvant nuire à sa dispersion uniforme?
La mise à la terre du mélangeur était-elle adéquate?
L'ingrédient contenant la substance d'essai était-il poudreux de telle façon qu'il aurait pu être aspiré par le capteur de poussière pendant le mélange?
Le volume des lots analysés était-il adéquat (p. ex. le niveau du lot dépassait-il la limite du ruban ou se situait-il en dessous de l'arbre du mélangeur)?
Le volume du lot était-il adéquat (conforme aux recommandations du fabricant)? Un lot trop grand ou trop faible accroît la variabilité des résultats.
Les échantillons étaient-ils de taille suffisante? Il faut des échantillons plus volumineux lorsqu'il s'agit de mélangeurs RTM, de mélangeurs d'aliments liquides ou de mélangeurs d'aliments dans lesquels la taille des particules varie beaucoup (p. ex. rations aux textures multiples).
La taille de la vis utilisée pour ajouter l'ingrédient contenant la substance d'essai était-elle adéquate (p. ex. est-ce qu'une vis à prémélange a été utilisée au lieu d'une vis pour les macro-prémélanges)?
Les marteaux/cylindres et les grilles étaient-ils en bon état (taille des particules)?