Dans le contexte de l’accélération de la transition du secteur chinois des boissons de la « fabrication » vers la « fabrication intelligente » en 2024, Shanghai Beyond Machinery Co., Ltd. et Henan Zhongwo Industrial Co., Ltd. ont renforcé leur coopération pour construire une ligne aseptique entièrement automatique pour boissons alimentaires à grande échelle pour Zhongwo Group. En tant qu’entreprise de haute technologie spécialisée dans les équipements de santé, Benyou Machinery intègre la recherche et le développement, la conception de procédés, la fabrication d’équipements, l’installation, la mise en service et la formation, et dispose d’une solide expérience technique dans les solutions clés en main pour les boissons. Zhongwo Group, quant à lui, est une grande entreprise privée principalement active dans la recherche, la production et la commercialisation de boissons fonctionnelles de haute qualité, avec six usines, plus de 40 lignes de production modernes et une capacité de production annuelle supérieure à un million de tonnes. La ligne aseptique entièrement automatique construite dans le cadre de cette coopération a non seulement considérablement augmenté la capacité de production de Zhongwo Group, mais a également établi une nouvelle référence pour les usines intelligentes dans le secteur des boissons en Chine.
I. Contexte du projet et moteurs du marché
En 2024, avec l’approfondissement continu de la tendance à la montée en gamme de la consommation, les consommateurs exigent davantage en matière de goût, de valeur nutritionnelle et de sécurité des boissons. Les boissons aseptiques, vertes, saines et sans conservateurs ajoutés sont devenues les nouvelles favorites du marché. Zhongwo Group propose plus d’une centaine de produits répartis en huit grandes séries, notamment les boissons fonctionnelles, les boissons végétales, les jus avec pulpe, les boissons au café, etc. L’augmentation de la capacité et la modernisation des procédés sont devenues une nécessité urgente pour le développement de haute qualité de l’entreprise.
Dans ce contexte, Beyond Machinery et Zhongwo Group ont à nouveau uni leurs forces pour mener à bien, en 2024, le projet de construction d’une ligne aseptique entièrement automatique pour boissons alimentaires à grande échelle. Parallèlement, Zhongwo Group a lancé un projet de production annuelle de 200 000 tonnes de boissons diverses et de 200 millions de bouteilles en PET, renforçant ainsi sa position de leader dans le secteur des boissons fonctionnelles. Grâce à son expertise approfondie dans les domaines clés tels que les systèmes de réservoirs aseptiques, la stérilisation à ultra-haute température (UHT) et le contrôle entièrement automatique, Benyou Machinery a fourni la solution clé en main de base pour la construction de cette ligne aseptique.
1. Technologie de conditionnement aseptique à froid : Remplissage à température ambiante, préservation de la qualité
Beyond Machinery a équipé cette ligne de production d’un système avancé de conditionnement aseptique à froid, qui contraste nettement avec le processus traditionnel de remplissage à chaud. Le remplissage à chaud traditionnel nécessite de chauffer le produit à plus de 88 °C avant de le mettre en bouteille, puis de procéder à une stérilisation par retournement et à un refroidissement. Le produit subit un long traitement thermique, ce qui affecte sa couleur, son arôme et ses nutriments. En revanche, le conditionnement aseptique à froid utilise une stérilisation instantanée à ultra-haute température (UHT) pour chauffer rapidement le produit jusqu’à la température de stérilisation, puis le refroidir rapidement à température ambiante avant de le conditionner dans un environnement aseptique. Une fois le remplissage terminé, le produit peut atteindre une longue durée de conservation sans nouvelle stérilisation.
Les principaux avantages de cette technologie sont les suivants :
Préservation maximale des nutriments et des arômes du produit : Le temps d’exposition à la chaleur du produit lors du processus UHT est extrêmement court, ce qui entraîne une perte minime des nutriments thermosensibles tels que les vitamines. Le produit conserve un goût plus frais et une couleur plus naturelle. Des études montrent que le temps de traitement thermique des produits conditionnés aseptiquement à froid peut être contrôlé à moins de 30 secondes, préservant ainsi au maximum le goût et la composition nutritionnelle d’origine.
Absence totale de conservateurs : L’ensemble du processus de remplissage étant réalisé dans un environnement aseptique, le produit, les bouteilles et les capsules sont soumis à une stérilisation rigoureuse avant d’être remplis et scellés dans une enceinte isolée. Le produit n’a donc besoin d’aucun conservateur pour atteindre la durée de conservation requise, répondant ainsi à la demande des consommateurs pour des boissons vertes et saines.
Réduction significative du coût des matériaux d’emballage : Le conditionnement aseptique à froid n’exige pas que les bouteilles en PET résistent à des températures élevées (une résistance maximale de 60 °C suffit). Il est possible d’utiliser des bouteilles légères et des capsules standard. Par rapport aux bouteilles épaisses résistantes à la chaleur et aux goulots cristallisés nécessaires pour le remplissage à chaud traditionnel, le coût des matériaux d’emballage peut être réduit de 50 à 67 %.
Lors d’une précédente construction d’une ligne aseptique similaire par Benyou Machinery pour Zhongwo, le taux de conformité des produits est passé de 86 % à plus de 99 %, garantissant la stabilité de la qualité dans la production à grande échelle.
2. Système de stérilisation instantanée à ultra-haute température (UHT) : Stérilisation rapide, efficacité et sécurité
Beyond Machinery a équipé la ligne aseptique d’un stérilisateur UHT à injection directe de vapeur, unité de stérilisation centrale de toute la ligne. Ce stérilisateur utilise un mélange direct du produit avec de la vapeur pour chauffer instantanément le produit jusqu’à la température de stérilisation, suivi d’un refroidissement rapide par « flash cooling » après le temps de maintien, ce qui réduit considérablement le temps d’exposition à la chaleur.
Les principaux paramètres techniques et avantages de cet équipement sont les suivants :
Élévation instantanée de la température, durée de chauffe extrêmement courte : Le temps nécessaire pour passer de la température ambiante à 135-143 °C est inférieur à 0,2 seconde. Cette durée de chauffe très courte minimise les modifications chimiques du produit, préservant efficacement son arôme et sa valeur nutritionnelle d’origine.
Flash cooling à haute température, élimination des odeurs indésirables : Le processus de flash cooling à haute température après stérilisation permet non seulement un refroidissement rapide, mais élimine également efficacement les substances responsables des odeurs indésirables dans le produit, améliorant ainsi sa pureté gustative.
3. Système de réservoir aseptique et système de vanne aseptique : Assurer la tamponnisation aseptique et la production continue
Le système de réservoir aseptique, installé en aval du stérilisateur UHT et en amont de la remplisseuse, constitue l’unité tampon essentielle pour garantir une production aseptique continue. Les points techniques clés de ce système sont les suivants :
Prévention du reflux du produit, garantie de la stabilité de la qualité** : En cas d’arrêt imprévu ou de réglage temporaire de la remplisseuse, le produit stérilisé conforme peut être temporairement stocké dans le réservoir aseptique, évitant ainsi un reflux vers le stérilisateur et une double stérilisation, ce qui protège efficacement l’arôme et les nutriments du produit.
Configuration flexible pour s’adapter à divers produits : Selon les exigences technologiques des différents produits, le réservoir aseptique peut être équipé d’une agitation par le haut, latérale ou magnétique, garantissant l’homogénéité et la stabilité de chaque type de produit.
Intégration modulaire du bloc de vannes aseptiques : Le système de vannes aseptiques est composé de modules principaux tels qu’une unité de traitement à la vapeur propre, une unité de filtration d’air aseptique, un bloc de vannes aseptiques en croix et un bloc de vannes CIP, le tout monté de manière centralisée sur un seul châssis. Cela permet non seulement de gagner de la place, mais aussi d’assurer la fiabilité et la contrôlabilité globales de l’environnement aseptique.
4. Système de contrôle intelligent intégré sur toute la ligne : Gestion de ligne complète de niveau Industrie 4.0
Beyond Machinery ne fournit pas seulement des équipements individuels pour cette ligne aseptique, mais une solution clé en main complète de niveau Industrie 4.0. La ligne aseptique entièrement automatique est équipée d’un système de gestion de l’information avancé, permettant une surveillance numérique de l’ensemble du processus, de la réception des matières premières, du mélange, de la stérilisation au remplissage et à l’emballage.
Contrôle central intelligent : Tous les équipements clés sont dotés de systèmes de contrôle automatiques entièrement programmables (PLC) avec écrans tactiles locaux, et peuvent également être commandés à distance depuis une salle de contrôle centrale. Les gestionnaires peuvent surveiller en temps réel l’état de fonctionnement, l’efficacité de la production et les données de consommation énergétique de chaque ligne.
Système de nettoyage en place (CIP) entièrement automatique : La ligne est équipée d’un système de nettoyage en place (CIP) entièrement automatique couvrant le nettoyage hygiénique de tous les équipements de la ligne, ce qui réduit considérablement la charge de travail manuelle et garantit que le niveau d’hygiène des équipements répond aux normes élevées de la production alimentaire.
Auto-optimisation des paramètres et traçabilité : La plateforme intelligente est capable d’ajuster automatiquement les paramètres du processus en fonction des données de production, garantissant ainsi une qualité constante de chaque bouteille. Le système prend également en charge la gestion par recettes, la commande à distance, l’enregistrement et le stockage des données, fournissant ainsi un solide support technique pour la construction d’une usine numérique.
5. Capacité de réalisation de projets clés en main : De la conception du procédé à une mise en production sans souci**
L’un des principaux avantages concurrentiels de Benyou Machinery réside dans sa capacité à fournir des services complets pour des projets clés en main. De la recherche et du développement, de la conception des procédés à la fabrication des équipements, en passant par l’installation, la mise en service et la formation du personnel, Benyou participe à toutes les étapes. Dans le cadre de ce projet de grande envergure pour Zhongwo Group, Benyou a non seulement fabriqué et installé les équipements de prétraitement, mais a également pris en charge l’installation, la mise en service des canalisations des services généraux, ainsi que les services d’exploitation et de maintenance ultérieurs, garantissant ainsi une transition en douceur entre le démarrage et la production en série.
Forte de plus d’une centaine de brevets d’utilité et de droits d’auteur sur des logiciels, Benyou Machinery possède une grande capacité de conception sur mesure. Elle peut adapter les procédés de prétraitement en fonction des caractéristiques spécifiques des produits de Zhongwo Group (tels que les boissons fonctionnelles à base de plantes, les jus de fruits et légumes, les boissons végétales, etc.), aidant ainsi le client à raccourcir les cycles de développement de nouveaux produits et à réagir rapidement aux évolutions du marché.
III. Résultats du projet et importance pour le secteur
Après la mise en service en 2024 de la grande ligne aseptique entièrement automatique construite par Beyond Machinery pour Zhongwo Group, la capacité de production du groupe a connu une croissance exponentielle. Grâce à l’automatisation et au contrôle intelligents de toute la ligne, l’efficacité opérationnelle de la ligne de production a été considérablement améliorée, avec une capacité de production unitaire dépassant 48 000 bouteilles par heure. Ce niveau de capacité soutient efficacement la structure de production diversifiée de Zhongwo Group, qui couvre « huit grandes séries et plus d’une centaine de produits », répondant ainsi aux besoins de production flexible pour une large gamme de produits, des boissons fonctionnelles aux boissons végétales.
D’un point de vue sectoriel, ce projet représente le niveau de pointe des équipements chinois pour les lignes aseptiques de boissons alimentaires. Alors que la technologie de conditionnement aseptique devient une tendance majeure dans l’emballage des boissons, la coopération entre Beyond Machinery et Zhongwo Group démontre la capacité de recherche et de développement indépendante des équipements nationaux dans les domaines clés tels que le conditionnement aseptique à froid et le contrôle intelligent, fournissant ainsi un exemple reproductible et extensible pour la transition vers une fabrication intelligente dans l’industrie chinoise des boissons.
IV. Conclusion
En regardant vers l’avenir, avec la demande croissante des consommateurs pour des boissons saines, la technologie de conditionnement aseptique à froid deviendra la direction technique dominante pour l’emballage des boissons. Beyond Machinery continuera à respecter son esprit d’entreprise de « diligence, bienveillance, précision et sincérité », à approfondir son engagement dans le secteur des équipements de santé alimentaire, et à aider davantage d’entreprises de boissons et de produits alimentaires à réaliser un développement par bonds de la « fabrication » à la « fabrication intelligente » grâce à des technologies plus avancées et des équipements plus fiables.
