Le maïs, comme on l'appelle en Amérique du Nord, est la céréale la plus importante au monde en termes de quantité produite. Il est transformé en une large gamme de produits de valeur, notamment en gruau et en farine de qualité supérieure. 

Les paramètres essentiels pour les meuniers sont la granulation et la teneur en matières grasses du maïs moulu, car leurs clients – les entreprises qui utilisent la farine et le gruau – ont des exigences très précises à cet égard. 

Les systèmes de mesure et les analyseurs en ligne de Bühler offrent aux meuniers comme Lifeline Foods LLC aux États-Unis un contrôle de qualité de haut niveau, ce qui constitue également une solution présentant d'énormes avantages financiers. 

En 1996, un groupe de producteurs de maïs innovants de l'Iowa, du Kansas, du Nebraska et du Missouri – la Corn Belt des États-Unis – a fondé AgraMarke, une coopérative de production à identité préservée. 

Cinq ans plus tard, en 2001, la coopérative a acheté une usine de fabrication de 750 000 pieds carrés à Saint Joseph, dans le Missouri. En 2006, LifeLine Foods, LLC a mis à profit ses connaissances en matière d'ingrédients alimentaires à base de maïs avec celles d'ICM, Inc.

En combinant la vision, la mission et le talent des 650 propriétaires d'AgraMarke Quality Grains avec l'expertise d'ICM Inc, concepteur et constructeur d'installations d'éthanol basé au Kansas, l'usine a pu tirer parti des compétences des deux propriétaires pour mettre au point un processus qui a permis d'améliorer ses ingrédients alimentaires de haute qualité. 

Ségrégation de l'offre

Aujourd'hui, LifeLine Foods est un leader dans l'industrie de la mouture du maïs, avec plus de 150 employés, tandis que son usine certifiée SQF de niveau 2 a été agrandie pour atteindre 780 000 pieds carrés. 

Les produits à base de maïs de la coopérative sont utilisés comme ingrédients pour les cornflakes, les snacks, les soupes, les tortillas et les coquilles de taco, les ingrédients de brasserie et de distillation, la farine et la semoule de maïs, ainsi que les lubrifiants industriels et l'éthanol. La coopérative est spécialisée dans le traitement et le conditionnement des grains à identité préservée, assurant ainsi la ségrégation des produits, ce qui évite que les produits de chaque producteur ne soient mélangés aux grains d'autres champs. Bühler est aux côtés de LifeLine Foods depuis le début et l'entreprise est fière de son approche "zéro déchet".

Le moulin spécialisé produit une gamme d'ingrédients à base de maïs, notamment du gruau de maïs, de la farine de maïs et de la farine de maïs prégélatinisée, qui répondent aux normes Non-GMO Project Verified, USDA-Certified Organic et Certified Whole Grain. 

Le moulin à maïs sec produit diverses granulations allant des gros grains aux farines fines qui sont utilisées dans une variété d'applications alimentaires. Bühler a été en mesure de fournir à LifeLine Foods la technologie la plus récente et un support dédié avec des mesures de qualité.

Qualité de la transformation

Un programme d'assurance qualité teste également une variété d'attributs spécifiques des produits en fonction de leur application prévue. Les tests de laboratoire de routine analysent la granulation, l'humidité, les matières grasses, les protéines, les fibres, les cendres, la valeur de la couleur b* (jaunissement) et de la couleur L* (brillance), la viscosité, ainsi que la contamination microbiologique et les mycotoxines. 

Dans la mouture du maïs, ces paramètres jouent un rôle déterminant dans la qualité constante des différents produits finis tels que la farine de maïs, la semoule de maïs et le gruau de maïs.

La granulation précise du maïs moulu est un paramètre essentiel de la mouture, car les tolérances des clients pour le traitement de la farine et du gruau sont établies pour une gamme très étroite de tailles de particules. 

Il est primordial pour une meunerie de mesurer et de contrôler la qualité du produit afin d'éviter le risque de rejet du produit fini. Un lot de produits rejeté peut rapidement entraîner une perte de 10 000 dollars US.

La détermination des ingrédients est également essentielle, comme la teneur en graisse et en humidité, car elle a une influence décisive sur la qualité et la durée de conservation du produit ainsi que sur le rendement global d'une minoterie de maïs. 

Mesure en ligne

L'analyse en ligne et en temps réel des paramètres de qualité de la matière première, ainsi que des produits intermédiaires et finaux pendant la transformation du maïs, permet d'ajuster immédiatement les processus et d'optimiser à la fois la qualité et le rendement. Même des modifications marginales des paramètres des ingrédients peuvent optimiser considérablement les rendements. Sur la base de données de cas, les systèmes de Bühler ont la capacité d'optimiser le rendement des grains de maïs de 0,3 %, ce qui se traduit par des gains annuels supplémentaires de 200 000 USD.

Les mesures en ligne peuvent également réduire le besoin de tests en laboratoire, dont les coûts peuvent être importants. Toutes les deux heures, des échantillons doivent être prélevés dans l'ensemble de l'établissement et apportés au laboratoire pour y être testés, ce qui peut prendre environ 20 minutes à chaque fois, selon la disposition des lieux. Sur une journée de huit heures, cela représente 80 minutes consacrées uniquement à l'échantillonnage. 

Les coûts de main-d'œuvre liés à l'échantillonnage et à l'analyse manuelle sur une année peuvent s'élever jusqu'à 25 000 dollars américains – une économie qui peut être réalisée en utilisant les deux mesures en ligne de Bühler – l'analyseur NIR Multi Online MYRG et l'analyseur de taille de particules en ligne MYTA.

La force de l'analyseur en ligne multi NIR MYRG réside dans sa capacité à analyser la matière première et le produit fini sur des points de mesure variables en temps réel pendant les processus de production. Un seul spectromètre de la dernière génération NIR peut évaluer les données provenant de six points de mesure différents. 

Le MYRG est durable, fiable et comprend les applications pré-calibrées de Bühler. Les capteurs sont positionnés après le pré-nettoyage pour mesurer l'humidité et les teneurs en graisses et fibres brutes, en amidon polaire et en protéines de la matière première. 

À l'autre bout du processus, les capteurs mesurent les paramètres du produit fini – qu'il s'agisse de gruau ou de farine de maïs – lorsqu'il arrive dans la balance à trémie. Bühler peut également fournir des calibrations NIR pour mesurer la teneur en protéines, en fibres brutes et en amidon du produit final à base de maïs. 

L'analyseur de taille de particules en ligne MYTA de Bühler mesure optiquement la granulation. Une caméra avec une LED stroboscopique associée à la diffraction laser mesure la forme et la taille des particules grossières et fines dans une distribution de taille comprise entre 10 μm et 5 000 μm – une gamme qui couvre la plupart des produits de traitement des grains. La conception compacte de la sonde de mesure est adaptée à un montage ultérieur dans des installations de production existantes. 

Support du capteur NIR

Dans l'usine de LifeLine Foods, un capteur NIR en ligne a été installé pour mesurer et surveiller principalement la teneur en matières grasses et en humidité des gruaux pour snacks. Le capteur est situé après le dégerminateur et la section de broyage, à l'échelle de la trémie du lot. 

La teneur en graisse est un indicateur important qui permet de mesurer la performance du processus de dégermination. 

Le processus est réglé en fonction des spécifications de qualité particulières fixées par leurs clients, selon lesquelles seule une teneur minimale en germes/brûlures est tolérée dans les snacks. Traditionnellement, un échantillon de produit est envoyé au laboratoire de référence toutes les deux heures pour mesurer les teneurs en humidité et en matières grasses. Si les limites spécifiées sont dépassées, les opérateurs doivent ajuster le processus en conséquence. 

En utilisant le système NIR en ligne de Bühler pour mesurer la teneur en matières grasses en temps réel, qui minimise à la fois l'effort humain et le temps nécessaire pour passer de la mesure des caractéristiques du produit à l'action, de deux heures à quelques minutes seulement. 

Les ajustements automatiques du processus garantissent une production cohérente et efficace dans le respect des spécifications de qualité fixées et réduisent la probabilité de fausses décisions basées sur des mesures représentatives erronées. 

Comment l'analyseur NIR multi online MYRG se compare-t-il aux résultats de laboratoire en termes de précision ? Pour le savoir, LifeLine Foods a validé les teneurs en graisse et en humidité par rapport aux normes de laboratoire. La précision des mesures, calculée en tant qu'erreur standard de prédiction (SEP) sur la base de 20 échantillons distincts prélevés sur une période d'un mois, a montré un niveau élevé de précision, avec une SEP de 0,1 % pour les teneurs en graisse et en humidité. 

Produits de LifeLine Foods 

Moulin spécialisé : Ingrédients à base de maïs, y compris le gruau de maïs et les farines de maïs, conformes aux normes du projet Non-GMO, certifiés biologiques par l'USDA et certifiés à base de grains entiers, avec toutes les installations fournies par Bühler.

•    Moulin à maïs sec: Diverses granulations allant des gros grains aux farines fines qui sont utilisées dans une variété d'applications alimentaires, avec toutes les installations fournies une fois de plus par Bühler.

•    Moulin masa: Farines de masa pour la production de tortillas, de chips et de tacos. 

•    Produits spéciaux à base de farine de maïs: qui comprend de la farine de maïs pré-gélatinisée.

•    Aliment pré-gel extrudé: Liant pré-gel polyvalent utilisé dans l'industrie alimentaire pour les bouchées aromatiques, les mélanges de viande, les mélanges de pâte à frire et les céréales pour petit-déjeuner. 

•    Liant extrudé: Utilisé dans de nombreux contextes industriels, notamment pour la production de contreplaqué, d'engrais et de forage pétrolier. 

•    Éthanol: Environ 190 millions de litres de carburant à l'éthanol

Une main secourable

Trenton Jacobs, directeur d'usine chez LifeLine Foods, est impressionné par les résultats. Après une période de test de six mois, les résultats fournis par le système en ligne par rapport aux tests en laboratoire l'ont convaincu des avantages du système. 

"Les systèmes de contrôle en ligne permettent à nos meuniers de se concentrer sur leur métier, tout en les sensibilisant aux impacts directement liés aux changements de traitement ou d'intrants", explique-t-il. 

L'exemple de LifeLine Foods montre comment l'analyse des processus en ligne peut compléter de manière fiable, voire remplacer, de nombreux processus de mesure effectués en laboratoire. 

Le passage des méthodes traditionnelles aux processus de mesure en ligne élimine le besoin d'échantillonnage et d'analyse manuels, tout en réduisant les coûts de laboratoire associés. 

En fournissant des données de qualité en temps réel, les systèmes automatisés en ligne permettent également des ajustements continus, ce qui optimise la qualité et augmente le débit. Ils permettent également une plus grande cohérence, économisent les ressources et garantissent un niveau de traçabilité approprié. 

Les analyseurs de processus en ligne de Bühler pour la mesure de la taille des particules et la détermination des ingrédients peuvent tous deux être installés dans des usines de production existantes. LifeLine Foods utilise actuellement les deux types de systèmes de capteurs dans son usine.

 "La facilité d'utilisation associée à des résultats précis et immédiats a fourni la valeur exacte que nous recherchions", déclare M. Trenton.