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

Auteur :
Marc PEREL, responsable des applications pour les solutions mondiales chez Adisseo.
Septembre 2022

Résumé

L'utilisation d'eau pour diluer les enzymes en vue d'une application post-granulation (PPLA) est une pratique courante et recommandée. Lors de la conception du circuit, ainsi que pendant son utilisation, certains paramètres liés à la qualité de l'eau doivent être surveillés afin de garantir une 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 pour animaux est essentiellement un processus à sec. Cependant, de l'eau est parfois ajoutée sous forme liquide dans le mélangeur et systématiquement sous forme de vapeur pendant le processus d'agglomération. En dehors de ce processus, l'eau peut être utilisée pour nettoyer certaines surfaces et certains camions.

Dans le cas des enzymes liquides, l'eau peut servir de support ou de diluant afin d'augmenter le volume de solution pulvérisée et d'optimiser ainsi la répartition homogène dans l'aliment.

On peut éviter d'ajouter de l'eau (et donc pulvériser des solutions enzymatiques pures à raison de 100 ou 200 ml par tonne) lorsque l'installation est particulièrement bien conçue et entretenue pour permettre l'application de faibles doses. Disons que l'ajout d'eau constitue une garantie supplémentaire.

Cet ajout d'eau n'a aucune autre incidence sur la qualité de l'aliment, car il s'agit d'une petite quantité. Il n'y a pas de changement significatif au niveau de la teneur en humidité ou de l'activité de l'eau.

2. Comment procède-t-on à la dilution des enzymes ?

En pratique, on ajoute de l'eau à la ou aux solutions enzymatiques (1, 2 ou 3) afin d'obtenir un volume total d'un litre de solution par tonne.

Ce mélange doit être bien homogène, et il ne faut pas se contenter d'un simple raccordement des deux tronçons de tuyau en amont des buses.

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

• Leur plage de fonctionnement en termes de débit doit couvrir la plage de débit instantané au point d'utilisation, en incluant une marge de sécurité. Ce débit instantané sera toujours supérieur d'environ 20 à 50 %, selon l'installation, au débit instantané du broyeur à granulés.
• Malgré la plage de fonctionnement variable, la régularité et la précision du débit sont des éléments essentiels. La fiabilité de la pompe à long terme sera également un facteur déterminant.

3. Les sources d'eau possibles et les traitements

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

Dans certaines régions, l'eau du robinet peut ne pas être potable et devra être traitée.

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

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

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

Désinfection :
afin d'éliminer les bactéries et virus qui pourraient subsister. Le procédé le plus courant est la chloration. Plusieurs sources de chlore sont possibles, mais la plus pratique consiste à ajouter de l'eau de Javel (hypochlorite de sodium – NaClO). Pour cette étape, on a moins souvent recours à l'ozonisation ou aux rayons ultraviolets.

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

Normes relatives à la chloration

Il existe différentes normes dans le monde en matière d'eau potable. L'une d'entre elles est celle de la France, où la teneur en chlore de l'eau ne doit pas dépasser 0,2 mg/L. L'Union européenne a également adopté, depuis le 22 décembre 2013, une concentration maximale en chlore de 0,1 mg/L dans l'eau potable.

L'Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande de maintenir les concentrations de chlore à un niveau ne dépassant pas 0,5 mg/L afin de 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 elle seule à rendre l'eau apte à toutes les utilisations possibles dans une usine d'aliments pour animaux.

Lorsque ce n'est pas le cas, le fabricant devra contrôler des paramètres 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 concernant les substances indésirables dans les aliments pour animaux (métaux lourds et pesticides), ainsi qu'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 remis en question en ce qui concerne la dilution des enzymes :

• Température : compte tenu des proportions de dilution, de la brièveté du temps de contact et du fait que l'eau n'atteint jamais des températures extrêmement élevées, ce critère n'a aucune incidence, même dans les régions chaudes.
• pH : Les enzymes Rovabio® sont conçues pour résister aux variations de pH. Dans la plage normale de pH de l'eau (environ 5 à 7), il n'y a aucun risque d'altération de l'activité enzymatique. Il convient toutefois de vérifier régulièrement le pH si l'eau est traitée (en particulier si elle est acidifiée).
• Dureté et composition minérale : il n'y a pas d'impact direct ; toutefois, comme indiqué plus haut, une dureté élevée de l'eau entraînera un encrassement (formation de tartre) accéléré des circuits.

Référence :
Étude du CARAT Lab (2021NTE022),
mars 2021 :
« Malgré des compositions très différentes des eaux provenant de sources diverses (eau ultra-pure, réseau Commentry en France, eau de puits en Indonésie, eau du robinet en Indonésie, eau en bouteille en Indonésie), nous ne constatons aucune modification de l'aspect des solutions Rovabio® Max Advance L au fil
le temps (pas de trouble, pas de sédimentation), après 7 jours à 30 °C.
En ce qui concerne les activités enzymatiques : aucune différence significative n’a été observée entre les différentes eaux, que ce soit pour les xylanases ou les phytases. »

5. Évolution de la qualité de l'eau au cours du processus

Trois principaux facteurs de contamination peuvent nuire à la qualité de l'eau et avoir une incidence sur la qualité d'utilisation des enzymes :

• Concernant les effets indésirables potentiels de la chloration :

Cette étude a testé des concentrations bien supérieures aux valeurs maximales recommandées (afin de simuler la dérive ou une erreur).

Pour éviter tout problème lié à la chloration de l'eau, vérifiez régulièrement la concentration en chlore (une fois par mois, par exemple).

Référence :
Étude CARAT Lab (2020NTE007),
mars 2020, sur Rovabio® Max Advance L :
« La concentration en chlore actif fournie par l'eau de Javel n'a aucun impact sur la phytase jusqu'à 5 mg/L. Une diminution de 27 % de l'activité de la phytase est observée à une concentration de 50 mg/L. La concentration en chlore actif fournie par l'eau de Javel n'a aucun impact sur la xylanase jusqu'à 20 mg/L. Une diminution de 25 % de l'activité de la xylanase est observée à une concentration de 50 mg/L. Impact de l'ajout de chlorure de sodium : La concentration en chlore libre, fournie par le NaCl, n'a aucun 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. »

• Concernant la contamination par un tensioactif :

La présence d'un tensioactif dans les circuits est très peu probable, mais elle peut se produire dans les cas suivants : nettoyage des circuits sans rinçage ultérieur, circuits de transfert communs avec un tensioactif (destiné à être ajouté dans le mélangeur) ou fuite de lubrifiant (au niveau d'une pompe de transfert, par exemple).

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

• Concernant une éventuelle contamination microbiologique :

Le risque est faible, mais il pourrait se présenter au niveau du réservoir d'eau, surtout s'il est partiellement ou totalement ouvert et donc exposé à la poussière provenant de l'usine, et en particulier en l'absence de chloration.

Il convient donc d'être vigilant à cet égard et d'envisager éventuellement une vidange et une désinfection annuelles.

Directives générales

• Dans la mesure du possible, utilisez de l'eau potable (eau du robinet).
• Utilisez un adoucisseur si l'eau est particulièrement dure.
• Si l'eau provient d'un puits, il convient de la filtrer et de la traiter (rayons UV, chloration, mais attention à la concentration en chlore).
• Effectuer des analyses physico-chimiques et microbiologiques de l'eau (au moins une ou deux fois par an).
• Nettoyez et désinfectez le circuit d'eau et d'enzymes une fois par an.
• Enfin, soyez vigilant quant aux méthodes de dilution (dosage, équipement), mettez en place un contrôle métrologique, vérifiez visuellement que la solution enzymatique est correctement appliquée sur les aliments pour animaux et établissez un plan de contrôle pour les produits finis.