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rigidité des canettes 33 de jus de fruits (8 posts)

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  • Avatar Image Tommy said 1 year, 1 month ago:

    Bonjour, j’aimerai avoir des informations sur la rigidité des canettes 33 de jus de fruits que vous produisons. Nous utilisons de l’azote liquide comme additif alimentaire après remplissage à chaud des canettes de jus de fruits. Le résultat que nous obtenons est mitigé, nous avons soit des canettes rigides soit des canettes molles. J’aimerai en savoir plus et comment faire pour avoir seulement des canettes rigides pour réduire le manque à gagner. Répondez moi vite s’il vous plaît.

  • Avatar Image .Yves said 1 year, 1 month ago:

    Bonjour Tommy,

    Comme les autres fois ta question urgente porte sur un point technique à la fois précis et complexe.
    Pour te répondre tout de go avec assurance il faudrait un Allqualiticien ayant l’expérience pratique du même genre de problème, ce qui est peut-être rare…

    Toutefois, à partir d’expériences pouvant plus ou moins s’apparenter à ton problème je te propose quelques pistes de réflexion.

    1
    La rigidité des canettes dépend en tout premier lieu de leur rigidité intrinsèque, c’est à dire de la rigidité propre des canettes vides.
    Ce paramètre est-il sous contrôle ?

    2
    Le second paramètre influant de manière déterminante sur la rigidité des canettes finies est la pression interne.
    En admettant que deux canettes vides sont absolument semblables, la plus rigide sera celle dont la pression interne sera la plus grande.

    3
    Le jus de fruit est je pense plutôt inerte et incompressible (contrairement à la bière ou aux sodas gazeux par exemple) mais l’azote, bien que gaz inerte est compressible comme tous les gaz.
    A la température d’utilisation finale la pression interne – donc la rigidité de la canette – va dépendre de la quantité de matière, jus plus gaz, contenue dans la canette.
    Plus cette quantité sera grande, plus la pression sera élevée et plus la canette sera rigide.
    Pour maîtriser la rigidité il faut donc maîtriser les quantités de jus et d’azote contenus dans la canette, ce qui renvoie au processus de remplissage.

    4
    Tu dis que vous procédez à un « remplissage à chaud ».
    La chaleur du jus dilate non seulement le jus lui-même mais encore plus le gaz additif qui entre à son contact dans la canette.
    De ce fait, si le jus est très chaud lors du remplissage la quantité de matière introduite dans la canette sera plutôt faible et il s’ensuivra une canette plutôt molle car sa pression interne sera faible.

    5
    Il résulte de cette approche du problème que la température du jus devrait être strictement sous contrôle avec un écart-type très petit.
    Est-ce bien le cas ?

  • Avatar Image Tommy said 1 year, 1 month ago:

    Bonjour Yves

    Je te remercie pour ton intervention. Elle me donne plusieurs pistes que je vais explorer.
    Concernant la rigidité intrinsèque des boîtes vides, je pense que ce paramètre est sous contrôle.
    Je vais vérifier les cas 3, 4 et 5.
    Mais est-il possible que l’azote liquide introduit dans la canette après le remplissage s’évapore juste avant le sertissage lorsque le jus déborde dans la canette?

  • Avatar Image .Yves said 1 year, 1 month ago:

    C’est bien difficile de répondre sans avoir sous les yeux le procédé de remplissage.
    Dans mon esprit j’imaginais un procédé que je vais nommer « la chasse », mais ton allusion au jus qui déborde me conduit à en imaginer un autre qui serait « la poussée ».

    Ce qui est certain, c’est que l’azote liquide tend naturellement à se gazéifier – et par conséquent à s’évaporer dans l’atmosphère ambiante – dès qu’il n’est plus à la très basse température qui le maintient à l’état liquide.
    Tu as sans doute observé toi-même ce phénomène. Dans la vie pratique on ne voit presque jamais de l’azote « liquide », ce qu’on voit est une sorte de brouillard fumant qui est en fait de l’azote liquide en train de se transformer en gaz.
    Notons que cette gazéification – et par conséquent l’évaporation – est d’autant plus rapide que l’azote initialement liquide est mis en contact avec un milieu chaud En d’autres termes, plus c’est chaud plus vite l’azote liquide se transformera en gaz et plus vite il s’évaporera s’il est en contact de l’atmosphère, c’est à dire avec l’air ambiant.

    Ce principe physique de fond étant posé, ce que je ne comprends pas est la façon dont tu fais entrer l’azote dans la canette.

    1 – Cas de la chasse.
    La chasse consiste à insuffler l’azote liquide au dessus du jus dans la canette pour en chasser l’air avant le sertissage.
    Dans ce cas l’évaporation commence dès le premier contact de l’azote liquide avec l’air et avec la surface du jus. Plus le jus est chaud plus l’évaporation est rapide bien sûr, mais surtout plus l’azote enfermé dans la canette au moment du sertissage sera dilaté par la chaleur. Lors du refroidissement à température ambiante, l’azote trop dilaté va se rétracter et n’exercera plus à l’intérieur de la canette la pression attendue et la canette sera molle.
    En résumé : si le jus est trop chaud, la quantité d’azote dans la canette sera trop faible, cette quantité trop faible n’exercera pas dans la canette la pression qu’il faut et la canette sera trop molle.

    2 – Cas de la poussée à coeur.
    Avec la méthode de la chasse d’azote, le jus ne peut pas déborder de la canette, or tu évoques un débordement du jus avant le sertissage…
    Cela me donne à penser que tu introduis l’azote au coeur de la masse du jus et que c’est l’augmentation de volume de ce mélange – jusq’à débordement – qui chasse l’air qui se trouve dans l’espace supérieur de la boîte avant sertissage.
    Dans ce cas, l’azote introduit dans le jus ne peut pas s’évaporer puisqu’il n’est pas en contact avec l’atmosphère. Du moins durant un temps que je crois très court, le temps durant lequel il reste enfermé dans le jus, car je suppose que par différence de densité l’azote ne demande pas mieux que de remonter en surface. Mais je suppose (sans parvenir pourtant à me représenter le procédé mécanique qui permet cela), je suppose que la canette débordante est sertie avant que l’air ambiant ne puisse revenir dedans.
    Voyons ce que contient et ne contient plus la canette (car n’oublions pas que la rigidité de la canette dépend de sa pression interne qui dépend elle-même des quantités de matières, jus et azote, qu’elle contient).
    La canette contient à présent la quantité de jus dont on l’avait soigneusement remplie moins le jus qui a été perdu lors du débordement.
    Elle contient également ce qui reste d’azote après que la plus grande partie ne soit partie en remontant en surface pour s’échapper avec le jus qui a débordé (car au fond, l’azote n’a été utilisé ici que comme gaz propulseur pour pousser le jus à chasser l’air – je t’avoue que je suis très mal à l’aise avec ce scénario que j’imagine fort mal, si c’était réellement comme ça il devrait aussi se produire des bouillonnements que je n’ose pas imaginer….)
    Si le jus était trop chaud, là encore, tout comme dans le scénario de la chasse, les quantités de matières restant dans la canette seraient trop faibles, la pression interne de la canette serait trop faible et la canette serait molle.

    Je suis désolé de ne pas pouvoir t’aider davantage parce que je ne connais pas assez bien ton processus.
    Mon sentiment général est qu’il faudrait mettree sous contrôle la température du jus au moment du sertissage.

  • Avatar Image Tommy said 1 year ago:

    Je vous remercie pour toutes ces informations qui je pense me sont très utiles. J’aimerai précisé que lors de l’ajout de l’azote liquide, nous utilisons le procédé de la chasse.
    Concernant le jus, il sort du flash pasteurisateur et est mis en boîte souvent à température supérieure à 70°C. Ce que j’aimerai savoir, faudrait-il que je revoir à la baisse la température de remplissage des canettes. Si oui, comment dois-je agir car nous faisons une flash pasteurisation à 90°C pendant quelques secondes et ensuite nous procédons au remplissage à chaud.
    Comment mettre la température sans contrôle?
    J’aimerai avoir connaitre les avantages et les inconvenants des deux procédés : les cas de la chasse et de la poussée à coeur.
    Merci Yves.

  • Avatar Image Gardac said 1 year ago:

    Bonjour Tommy,
    Tu devrais faire un plan d’expérience pour déterminer quels sont tes paramètres influants de ton process.
    Il pourrait y avoir la température du jus, la température du flash pasteurisation, le temps entre le flash et le remplissage à chaud.
    Yves, ton point de vu ?

  • Avatar Image .Yves said 1 year ago:

    Bonjour Tommy et Gardac,

    Ce que je ne parviens toujours pas à comprendre, c’est comment il peut se faire que le jus déborde de la canette ? (Tu nous a dit, Tommy : Mais est-il possible que l’azote liquide introduit dans la canette « après le remplissage » s’évapore juste avant le sertissage « lorsque le jus déborde dans la canette ? ») Qu’est-ce qui déborde de quoi ? – A mon avis la chasse d’azote ne devrait pas avoir ce genre d’effet…

    Sinon je suis tout à fait d’accord avec Gardac en ce qui concerne les paramètres.
    Je suis plus circonspect en ce qui concerne le plan d’expérience, mais pourquoi pas ?

    Déjà, le plan d’expérience est une démarche assez complexe, il faut savoir le faire, mais pourquoi pas ?
    Surtout, le plan d’expérience nous conduirait à connaitre avec plus de précision quelles sont les combinaisons de variations de ces différents paramètres qui donnent une bonne ou mauvaise rigidité. C’est certes intéressant mais est-ce bien utile ?

    Je pense que ce n’est pas très utile parce que je crois que nous connaissons déjà le paramètre déterminant et qu’il s’agit simplement de le stabiliser en stabilisant simplement ses causes de variation.
    Enfin… quand je dis « simplement » je ne veux pas dire que c’est forcément simple, je veux dire qu’il n’y a pas lieu de chercher autre chose. D’autre part, ce que je raconte ici ne repose que sur ma représentation à distance de quelque chose que je n’ai pas vu et peut-être pas compris, alors je peux fort bien me tromper.

    Selon ma « vision » du problème, l’unique paramètre à stabiliser est la température du jus dans la boîte au moment de la chasse d’azote qui précède le sertissage.
    Pourquoi je pense cela ? parce qu’une « petite » variation de température du jus à un « grand » effet sur la quantité de gaz libéré par l’évaporation de l’azote liquide au contact du jus.
    En résumé : Jus « un peu » trop chaud provoque évaporation « beaucoup » trop grande qui a pour conséquence que la densité du gaz enfermé dans la boîte est « significativement » trop faible et que de ce fait la canette sertie sera « trop » molle ou « pas assez » rigide à température ambiante.
    Bien entendu, les notions de petit, grand, un peu, beaucoup, significativement, trop ou pas assez sont des notions qui pourraient être objectivées et quantifiées par le calcul, ce que je n’ai aucune envie de tenter ici, mon propos étant simplement d’exposer schématiquement le principe qui, selon mon intuition qui n’est pas infaillible, explique les canettes trop molles.

    Si Tommy pense que ma vision intuitive est peut-être juste, il pourrait sans doute la vérifier ou l’infirmer par des observations et mesures moins complexes qu’un plan d’expérience complet.
    Cela pourrait par exemple se faire à peu près de la manière suivante :
    1 – Prélever sur la ligne des boîtes remplies juste avant la chasse d’azote (c’est sûrement possible)
    2 – Mesurer immédiatement la température du jus dans ces boîtes (avec la plus grande précision possible, toujours de la même façon et toujours avec le même thermomètre).
    3 – Evaluer ensuite les canettes serties immédiatement sortantes mais en leur laissant d’abord le temps de retourner à température ambiante d’utilisation normale (par exemple après deux jours de stockage dans les conditions habituelles). Cette évaluation peut se faire selon le moyen habituel avec deux modalités « rigide » ou « molle ». On peut aussi choisir quatre modalités mais ça complique tout de suite beaucoup, par exemple « très rigide », « rigidité correcte », « un peu molle mais acceptable » et « trop molle ».

    Il faut faire cela d’abord plusieurs fois dans les conditions de production jugées « habituelles » (ce qui ne signifie pas d’emblée « normales »), puis ensuite dans des conditions délibéremment « expérimentales » lors desquelles Tommy augmentera ou diminuera volontairement la température du jus avant la chasse ; pour cela il fera volontairement monter et baisser un peu au-delà des limites opérationnelles extrêmes la température de flash-pasteurisation mais en veillant à ne rien modifier d’autre au processus (Attention ! en dehors de la rigidité des canettes les produits issus de ces campagnes expérimentales ne seront peut-être pas conformes pour la commercialisation.)
    Après tout ce travail – qui n’est quand même pas la mer à boire et qui sans être un véritable plan d’expérience en emprunte quand même quelques principes de rigueur méthodologique et scientifique – Tommy pourra tracer un joli graphique sur lequel on verra si oui ou non la rigidité des canettes est corrélée à la température du jus. (Perso je parie que oui mais c’est quand même à vérifier.)

    Encore autre chose, Tommy, est-ce que le temps de transfert entre la flash-pasteurisation effective et la chasse d’azote effective est bien le même pour toutes les canettes d’une même campagne ?
    En effet, il est courant que deux opérations de processus ne puissent avoir la même cadence. Dans ce cas, les méthodistes concepteurs de la ligne prévoient souvent entre les deux un poumon d’attente, la première opération s’effectue par rafales qui remplissent le poumon à intervalles de temps réguliers tandis que la seconde opération le vide en continu.
    S’il y a quelque chose de ce genre dans ton processus il y aurait déjà deux superbes sources de variabilité à maîtriser.
    La première serait l’éventuelle différence de température du jus d’une rafale de remplissage à l’autre.
    La seconde serait la variation de température du jus d’une boîte à l’autre en fonction de son temps d’attente dans le poumon (refroidissement possible ?).
    (N’oublions pas qu’une très « petite » variation de température du jus peut avoir de « grands » effets sur la rigidité des canettes – c’est du moins mon point de vue.)

  • Avatar Image Gardac said 1 year ago:

    Bonjour,
    Pour rebondir sur les propos de Yves, les méthodistes qui on conçu ce « moyen » (ligne) on certainement réalisés une analyse de risque ?
    As tu penser à regarder dans celle ci, la ou les causes pouvant provoquer cette conséquence ?
    Si oui comment le risque à été coté et surtout si ils ont prévu un moyen de maitrise ou de contrôle de celui-ci ?
    Je sais cela parait trop bête mais parfois la solution est juste là sous notre nez, dans l’AMDEC et on use le soleil pour rien…
    Que celui à qui cela n’ai jamais arrivé me jette la première pierre.
    D’ailleurs avez vous toujours ce réflexe là en premier ?