Qualité de l'eau pour la dilution des enzymes pour la PPLA

L'auteur :
Marc PEREL, Adisseo Global Solution Application Manager.
Septembre 2022

Résumé

L'utilisation de l'eau pour diluer les enzymes pour l'application post-pelletage (PPLA) est une pratique courante et souhaitable. Lors de la conception du circuit et pendant son utilisation, certains points relatifs à la qualité de l'eau doivent être contrôlés afin de garantir l'application correcte des enzymes, la préservation de leur qualité et celle des aliments pour animaux produits.

1) Pourquoi diluer les enzymes ?

Le processus de fabrication des aliments composés est principalement un processus sec. Cependant, de l'eau est parfois ajoutée sous forme liquide dans le mélangeur et systématiquement sous forme de vapeur lors du processus de granulation. En plus du procédé, l'eau peut être utilisée pour nettoyer certaines surfaces et camions.

Dans le cas des enzymes liquides, l'eau peut être utilisée comme support ou diluant pour augmenter la quantité de solution pulvérisée afin d'optimiser la distribution homogène dans l'aliment.

L'ajout d'eau peut être évité (et donc les solutions enzymatiques pures peuvent être pulvérisées à 100 ou 200 ml par tonne) lorsque l'installation est particulièrement bien conçue et entretenue pour l'application de faibles doses. Disons que l'ajout d'eau est une garantie supplémentaire.

Cet ajout d'eau n'a pas d'autre impact sur la qualité de l'aliment car il s'agit d'une petite quantité. Il n'y a pas de changement significatif de l'humidité ou de l'activité de l'eau.

2. comment se fait la dilution des enzymes ?

En pratique, la ou les solutions enzymatiques (1, 2 ou 3) sont complétées par de l'eau pour atteindre une quantité totale de 1 litre de solution par tonne.

Cette dilution doit être réellement mélangée, et il ne faut pas se contenter de l'arrivée commune de 2 tronçons de tuyaux en amont des buses.

Mais revenons en arrière : les pompes, qu'elles soient destinées à l'eau ou aux solutions enzymatiques, doivent au moins répondre à ces deux critères :

• Leur plage de fonctionnement en termes de débit doit couvrir la plage de débit instantané au point d'application, y compris une marge de sécurité. Ce débit instantané sera toujours supérieur de 20 à 50 %, selon l'installation, au débit instantané du broyeur de granulés.
• Malgré la plage de travail variable, la régularité et la précision du débit sont des points cruciaux. La fiabilité de la pompe dans le temps sera également un facteur déterminant.

3. Les sources d'eau et les traitements possibles

La source la plus courante et la plus sûre est l'eau du réseau, qui est potable et ne nécessite que peu ou pas de traitement.

Dans certaines régions, l'eau du réseau peut être impropre à la consommation et nécessiter un traitement.

Une autre source est l'eau de puits. Sa qualité microbiologique dépend de la profondeur à laquelle elle est puisée, mais une contamination par les eaux de surface est toujours possible.

Selon l'origine et la qualité de l'eau, notamment dans le cas des eaux de puits, plusieurs types de traitements successifs peuvent être mis en œuvre. Nous passerons sur les phases de dégrillage, de floculation et de sédimentation qui sont réalisées dans les stations d'épuration.

Filtration :
Le sable et le gravier sont les médias filtrants les plus courants, mais le charbon actif granulaire est le média de choix car il offre non seulement une excellente filtration mécanique des particules, mais élimine également les composés organiques qui peuvent causer des problèmes de goût et d'odeur.

Désinfection :
pour détruire les bactéries et virus potentiels restants. Le processus le plus courant est la chloration. Plusieurs sources de chlore sont possibles, mais la plus pratique est l'ajout d'eau de Javel (hypochlorite de sodium - NaClO). Pour cette étape, il est plus rare d'utiliser l'ozonation ou la lumière ultraviolette.

Déminéralisation :
En fonction de la dureté de l'eau, c'est-à-dire de sa concentration en minéraux, il peut être conseillé de l'adoucir pour éviter l'entartrage des installations. Une méthode courante d'adoucissement de l'eau consiste à utiliser des résines échangeuses d'ions, qui remplacent les ions comme Ca2+ par deux fois plus de mono-cations tels que les ions sodium ou potassium.

Normes de chloration

Il existe différentes normes dans le monde pour l'eau potable. L'une de ces normes est celle de la France, où l'eau ne doit pas contenir plus de 0,2 mg/L de chlore au maximum. L'Union européenne a également adopté une concentration de chlore dans l'eau potable ne dépassant pas 0,1 mg/L depuis le 22 décembre 2013.

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande de ne pas dépasser une teneur en chlore de 0,5 mg/l pour garantir la salubrité de l'eau potable.

4. Un faible impact de la qualité initiale de l'eau

Lorsque l'eau provient du réseau d'eau potable, cette garantie suffit à qualifier l'eau pour toutes les utilisations possibles dans une usine d'alimentation.

Si ce n'est pas le cas, le fabricant devra contrôler les critères tels que la concentration en métaux lourds, les pesticides et la qualité microbiologique à une fréquence annuelle.

En l'absence de référence locale, on peut se référer à la directive 2002/32/CE du Parlement européen et du Conseil du 7 mai 2002 sur les substances indésirables dans les aliments pour animaux (métaux lourds et pesticides), et à la directive 98/83/CE relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine (paramètres microbiologiques).

Au-delà de la question de la sécurité, d'autres critères peuvent être mis en cause concernant la dilution des enzymes :

• Température : dans les proportions de dilution, également en raison du temps de contact court et parce que l'eau n'est jamais à une température extrêmement élevée, ce critère n'a pas d'impact, même dans les zones chaudes.
• pH : Les enzymes Rovabio® sont conçues pour résister aux variations de pH. Dans la gamme normale de pH de l'eau (environ 5 à 7), il n'y a pas de risque d'altération de l'activité enzymatique. Néanmoins, vérifier régulièrement le pH si l'eau est traitée (surtout si elle est acidifiée).
• Dureté et composition minérale : il n'y a pas d'impact direct, cependant, comme mentionné ci-dessus, une dureté élevée de l'eau entraînera un colmatage accéléré (entartrage) des circuits.

Référence :
Étude du laboratoire CARAT (2021NTE022),
Mars 2021 :
" Malgré des compositions très différentes d'eaux d'origines diverses (ultra pure,Réseau Commentry France, eau de puits Indonésie, eau du robinet Indonésie, eau en bouteille Indonésie), nous ne constatons pas de modification de l'aspect des solutions Rovabio® Max Advance L au cours du
temps (pas de trouble, pas de sédimentation), après 7 jours à 30°C.
Concernant les activités enzymatiques : aucune différence significative n'a été observée entre les différentes eaux, que ce soit pour les xylanases ou les phytases."

5. modifications de la qualité de l'eau dans le processus

Trois principaux facteurs de contamination peuvent affecter la qualité de l'eau et avoir un impact sur la qualité de l'utilisation des enzymes :

• Sur l'effet négatif potentiel de la chloration :

Cette étude a testé des concentrations bien au-delà des valeurs maximales recommandées (pour simuler une dérive ou une erreur).

Pour éviter les problèmes de chloration de l'eau, vérifiez régulièrement la concentration de chlore (tous les mois par exemple).

Référence :
Étude du laboratoire CARAT (2020NTE007),
Mars 2020, sur Rovabio® Max Advance L :
" La concentration en chlore actif apportée par l'eau de Javel n'a pas d'impact sur la phytase jusqu'à 5 mg/L. Une diminution de 27% de l'activité phytase est observée à une concentration de 50 mg/L. La concentration de chlore actif apportée par l'eau de Javel n'a pas d'impact sur la xylanase jusqu'à 20 mg/L. Une diminution de 25 % de l'activité xylanase est observée à une concentration de 50 mg/L. Impact de l'ajout de chlorure de sodium : La concentration en chlore libre, apportée par le NaCl, n'a pas d'impact sur la phytase jusqu'à 50 mg/L..../... Il est recommandé de ne pas dépasser une concentration de 5 mg/l de chlore actif et de diluer l'enzyme juste avant son incorporation."

• Sur la contamination par un agent tensioactif :

La présence de surfactant dans les circuits est très peu probable mais pourrait se produire dans les cas suivants : nettoyage des circuits sans rinçage ultérieur, circuits de transfert communs avec un surfactant (par exemple ajout dans le mélangeur), ou fuite de lubrifiant (sur une pompe de transfert par exemple).

Référence :
Étude du laboratoire CINACHEM (2019),
"Une petite quantité de tensioactifs initie une précipitation solide dans Rovabio® Advance L, même à température ambiante."

• Sur une éventuelle contamination microbiologique :

Le risque est faible mais peut se produire au niveau du réservoir d'eau, surtout s'il est partiellement ou totalement ouvert et donc exposé à la poussière de l'usine, et surtout s'il n'y a pas de chloration.

Il convient donc d'être vigilant sur ce point et de prévoir éventuellement une vidange et une désinfection annuelles.

Lignes directrices générales

• Dans la mesure du possible, utilisez de l'eau potable (eau du réseau).
• Utilisez un adoucisseur d'eau en cas d'eau particulièrement dure.
• Dans le cas d'une eau de puits, filtrer et traiter (UV, chloration, mais attention à la concentration en Cl).
• Effectuer des contrôles physico-chimiques et microbiologiques de l'eau (au moins une à deux fois par an).
• Nettoyer et désinfecter le circuit d'eau/enzyme tous les ans.
• Enfin, il faut être vigilant sur les méthodes de dilution (taux, équipement), avoir un contrôle métrologique, vérifier visuellement la bonne application de la solution enzymatique sur l'aliment et avoir un plan de contrôle des produits finis.