Les séparateurs magnétiques dans la transformation des aliments

• des ingrédients reçus (qui ont été contaminés pendant le traitement ou le transport);
• de l’équipement de transformation (le broyage, le concassage, l’abrasion générale ou les vibrations ayant entraîné la perte de boulons, d’écrous, etc.);
• des lacunes dans les pratiques du personnel et des problèmes relatifs au milieu.
  
   

Choix d’un aimant

• Choix d’un aimant
   
• Matériaux de fabrication des aimants
   
• Facteurs ayant un effet sur l’efficacité des aimants
   
• Évaluation de l’efficacité des aimants
   
• Liens utiles
   
• Sources

L’équipement qui permet de détecter et d’extraire les contaminants métalliques est important pour la transformation des aliments et les aimants sont des outils parmi d’autres qui sont parfaitement adaptés à cette tâche. Pour choisir le séparateur magnétique adapté, il faut comprendre les propriétés magnétiques et connaître les caractéristiques des produits et du milieu de chaque usine de transformation alimentaire.

Les séparateurs magnétiques se présentent sous des formes diverses, telles les suivantes : barreau magnétique, plaque magnétique, grille magnétique, filtre à liquides pour tuyauterie, séparateur pour conduite pneumatique et aimant suspendu.
 

• Barreau magnétique
  Aimant permanent non-électrique pouvant être utilisé dans des circonstances très diverses. Il permet d’extraire les contaminants ferreux présents dans de petites quantités de poudre, de granulés, de fibres ou de liquides s’écoulant en couches ou en nappes peu profondes.

• Plaque magnétique
  Elle se place au fond d’une goulotte ou se suspend au-dessus d’un tapis roulant ou d’un alimentateur vibratoire en acier inoxydable. Elle permet d’extraire les contaminants ferreux qui se trouvent parfois dans les aliments d’une chaîne de production et en particulier d’enlever les gros morceaux de métal, tels les écrous, les boulons et les agrafes qui auraient pu aboutir dans des produits secs.

• Grille magnétique
  Ensemble de tubes magnétiques agencés pour former une grille, à travers laquelle les matières sont projetées en cascade. Ce type d’aimant protège certaines parties de l’équipement, telles les conduites et les trémies. On s’en sert pour extraire les morceaux de métal fins ou assez gros.

• Filtre à liquides pour tuyauterie
  Dispositif contenant des tubes magnétiques, et conçu pour s’adapter aux conduites existantes. Ce filtre extrait les morceaux de métal tel le fil à balle ou les agrafes.

• Séparateur pour conduite pneumatique
  Cet aimant attire les morceaux de métal se trouvant dans des produits comme l’amidon, le lait en poudre et la farine alors que ceux-ci circulent dans des conduites pneumatiques.

• Aimant suspendu
  Il est suspendu au-dessus d’un tapis roulant et attire les fragments de métal se trouvant dans les matières transportées sur le tapis. Il extrait les gros morceaux de métal et peut éviter l’endommagement de certaines machines, tels les concasseurs.

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Matériaux de fabrication des aimants

• Les aimants alnico sont composés d’aluminium, de nickel, de cobalt et de fer. Ce sont des aimants économiques utilisés pour les activités à température élevée (>204 C). La résistance de l’alnico est comparable à celle de la céramique et on l’utilise pour extraire des morceaux de métal assez gros, tels des écrous et des boulons.

• Les aimants en céramique sont peu coûteux et sont composés d’oxyde de fer et de carbonate de baryum ou de strontium. On s’en sert pour extraire des morceaux assez gros de métal ferreux, tels des écrous, des boulons, des clous et d’autres objets métalliques de cette taille.

• Les aimants permanents à base de terres rares créent un champ magnétique très fort, ce qui leur permet d’extraire d’une chaîne de fabrication des particules fines ou peu magnétiques comme la rouille ou l’acier inoxydable écroui. Ces aimants sont très utilisés dans l’industrie alimentaire et comprennent les types suivants :
  
   

  • les aimants au samarium-cobalt sont plus coûteux et ont un champ magnétique plus faible. Ils fonctionnent bien en milieu corrosif ou à haute température.
  • les aimants au néodyme font partie de la deuxième génération d’aimants à base de terre rare et sont faits de néodyme, de fer et de petites quantités de bore. Ce sont les plus puissants et les moins coûteux parmi les aimants permanents à base de terre rare.

Facteurs ayant un effet sur l’efficacité des aimants

Plusieurs facteurs peuvent influencer l’efficacité d’un aimant, et notamment :

• La température : les matières magnétiques perdent leur force lorsqu’elles sont exposées à des températures élevées. Lorsqu’un aimant est chauffé au-delà d’une certaine température (qui dépend du matériau dont il est fait), il perd sa force et ne la retrouve pas lorsqu’il refroidit. Lorsque vous utilisez des aimants au cours d’un processus qui nécessite de hautes températures, veillez à vous servir d’un matériau adapté.

• Les caractéristiques de débit : bien des produits alimentaires ont des caractéristiques de débit différentes s’ils sont humides. Par exemple, lorsque la teneur en eau est élevée dans le sucre, celui-ci peut former des grosses particules susceptibles de boucher l’ouverture d’un séparateur magnétique. Ceci peut alors arrêter la circulation du produit dans le séparateur.

• La conception de l’équipement : le nombre de tubes dans l’équipement magnétique, ainsi que leur espacement, ont un effet sur l’intensité du champ magnétique produit. Plus les tubes sont nombreux et rapprochés, plus le champ est intense et efficace.

• Les caractéristiques du produit : les caractéristiques des aliments qui sont en train d’être transformés influent beaucoup sur l’efficacité des séparateurs magnétiques. On peut répartir les produits alimentaires en trois catégories : les produits secs, les produits liquides et les produits humides.

  • Les produits secs peuvent aller de petites particules qui s’écoulent dans une goulotte à des produits de la taille d’une pierre qui circulent sur un tapis roulant à vitesse élevée. Ces circonstances exigent des séparateurs différents. Si les particules sont petites et s’écoulent facilement, une grille magnétique peut être idéale. Les plaques magnétiques ne perturbent pas l’écoulement du produit et n’entraînent pas d’accumulation lorsque le produit s’écoule en cascade dans une goulotte inclinée. Les aimants suspendus sont efficaces pour les produits secs qui circulent sur un tapis roulant.

  • Les produits liquides ou semi-liquides nécessitent l’utilisation d’un filtre magnétique, soit sous forme de grille, soit sous forme de plaque. Ces filtres, semblables aux grilles magnétiques, ont des tuyaux perpendiculaires au produit qui s’écoule, à l’intérieur d’un récipient fermé. Ils retiennent tout morceau de métal ferreux qui passe.

  • Les produits humides, comme la farine ou l’amidon, ne peuvent pas circuler à travers une grille magnétique parce qu’ils s’accumulent. La meilleure solution pour ces produits est d’utiliser un aimant puissant placé à l’extérieur du trajet d’écoulement du produit. Un système d’aimants rotatifs placé à l’extérieur de la chaîne de fabrication permet d’éviter l’accumulation du produit, qui peut circuler librement.

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Évaluation de l’efficacité des aimants

Les entreprises de transformation des aliments qui se servent d’aimants ne doivent pas les négliger. Ils peuvent s’affaiblir avec le temps et doivent être testés une fois par an au moins. Il existe deux types de mesures pour évaluer les aimants : l’épreuve de traction et le gaussmètre.

Épreuve de traction
C’est une épreuve simple et facile à refaire pour évaluer l’efficacité d’un aimant. Il s’agit de mesurer la force nécessaire pour séparer un morceau de métal standard d’un aimant, en se servant d’un dynamomètre. On peut acheter dans le commerce l’équipement nécessaire à la réalisation de ce test, qui permet de vérifier l’efficacité d’un séparateur en mesurant la force de l’aimant.      

Gaussmètre
Cet instrument fournit des mesures normalisées pour évaluer la conception d’un aimant. Cependant, il n’est pas fait pour évaluer l’efficacité relative d’un séparateur magnétique. Cette efficacité, ou cette force, dépend du matériau dont est fait l’aimant, mais aussi de sa taille et de son poids.

Liens utiles

• Fournisseurs du secteur de la salubrité alimentaire

• Barres magnétiques (en anglais seulement)

• Aimants

• Épreuve de traction (en anglais seulement)
  
   

Sources

STIER, Richard F. (2005). « Control by Monitoring: Food Quality and Safety Activities Shift from Human Inspection of Individual Pieces to Automated, Statistically Driven Monitoring and Improved Control », Baking and Snack, [s. l.], Sosland Publishing, Vol. 1, p. 57-60.
 

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