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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE MUSTAPHA STAMBOULI DE MASCARA FACULTÉ DES SCIENCES ET TECHNOLOGIE Titre du cours Procédés agro-alimentaires Présenté par : Dr. Maaza Lamia Ce cours est destiné aux étudiants de Parcours 3èmeannéeGP MASCARA 2019 Sommaire Généralités .................................................................................................................................. 1 Introduction ................................................................................................................................ 1 1.L’industrie agroalimentaire : ................................................................................................... 1 2. L’objectif de l’industrie : ........................................................................................................ 1 3. Opération unitaire : ................................................................................................................. 1 Chapitre 1 : Procédés de transformation et de conservation Introduction ................................................................................................................................ 3 1.1. Optimisation des procédés thermiques ................................................................................ 3 1.1.2.Appertisation. .................................................................................................................... 3 1.1.3. Cuisson ............................................................................................................................. 4 1.1.4.Procédés aseptiques ........................................................................................................... 5 1.2. Optimisation des procédés frigorifiques : ........................................................................... 5 1.2. 1. Réfrigération .................................................................................................................... 5 1.2.2. Surgélation ....................................................................................................................... 5 1.2.3. Transport frigorifique ....................................................................................................... 6 1.3. Déshydratation et procédés combinés : ............................................................................... 6 1.3.1. Séchage ............................................................................................................................. 6 1.3.2. Fumage ............................................................................................................................. 6 1.3.3. Déshydratation-imprégnation par immersion (DII) ......................................................... 6 Chapitre 2 : Généralités sur les procédés de séparation 2.1. Séparation de phase : ........................................................................................................... 8 2.1. 1. Pressage ........................................................................................................................... 8 2.1. 2. Décantation ...................................................................................................................... 9 2.1. 2.1. Décantation (sédimentation) ........................................................................................ 9 2.1. 2.2. L’ampoule à décanter (liquide-liquide) ........................................................................ 9 2.1. 3. Filtration : ...................................................................................................................... 10 2. 1. 3.1. Principe de la filtration .............................................................................................. 10 2. 1. 3.2. Méthodes de filtration ............................................................................................... 11 2 1. 3. 2.1. Filtration gravimétrique (filtration par gravité) ...................................................... 11 2.1.3. 2.2. Filtration sous vide .................................................................................................. 11 2.1.3.2.3. Filtration sous pression ............................................................................................. 12 2.1.4 Centrifugation .................................................................................................................. 13 2.1.4.1 Principe ......................................................................................................................... 13 2.2. Séparation à l’échelle moléculaire : .................................................................................. 13 2.2. 1. Extraction : .................................................................................................................... 13 2.2. 1.1. Introduction ................................................................................................................ 13 2.2.1.2. Définitions ................................................................................................................... 14 2.2.2. Extraction liquide-liquide ............................................................................................... 14 2.2.3. Extraction solide-liquide ................................................................................................ 15 2.2.4. Extraction par hydro distillation ou entraînement à la vapeur d’eau ............................. 15 2.2.5. Distillation ...................................................................................................................... 16 2.2. 6. Evaporation ................................................................................................................... 16 2.2.7. Procédés membranaires. ................................................................................................. 17 Chapitre 3 : Génie de la réaction 3.1. Génie de la réaction physico-chimique ............................................................................. 18 3.1.1. Coagulation : .................................................................................................................. 18 3.1.2. Gélification : ................................................................................................................... 18 3.2. Génie de la réaction biologique : ....................................................................................... 18 3.2.1. Production de biomasse. ................................................................................................. 18 3.2.2. Fermentation ................................................................................................................... 19 3.2.3. Bioconversion. ................................................................................................................ 19 Chapitre 4: Opération de structuration 4 .1. Emulsification .................................................................................................................. 20 4 .1.1. La lécithine : .................................................................................................................. 20 4.1.2. Les monoglycérides et diglycérides d’acides gras alimentaires : .................................. 20 4.2. Cuisson-extrusion .............................................................................................................. 21 4.3. Foisonnement .................................................................................................................... 21 Chapitre 5 : Opérations mécaniques et manufacturières 5.1. Broyage ; Tamisage ; Ecoulement (en particulier des poudres) ........................................ 23 5.1.1. Le broyage ...................................................................................................................... 23 5.1.1.1.Le broyage grossier ...................................................................................................... 23 5.1.1.2.Le broyage fin. ............................................................................................................. 23 5.1.1.3.Le broyage ultrafin. ...................................................................................................... 23 5.1.2.Le tamisage ..................................................................................................................... 23 5.1.3.Ecoulement (en particulier des poudres) ......................................................................... 24 5.1.4 Le découpage ................................................................................................................... 24 5.1.5.Emballage et conditionnement. ....................................................................................... 24 Référence .................................................................................................................................. 26 Généralités 1 Généralités Introduction Avant de commencer ce cours destiné aux étudiants 3ème Génie des procédés dans le système LMD ; il faut bien connaitre : 1. Définition de l’industrie agroalimentaire. 2. Le but de l’industrie agroalimentaire. 3. Les opérations unitaires utilisées. 1. L’industrie agroalimentaire : C’est l’ensemble des activités industriels qui transforment les matières premières les produits agricoles alimentaires issus d'animaux (vache, poule, etc.) et de végétaux (céréales, légume, etc.) en produits finis basé sur des procédés de transformation physique, chimique ou biochimique de la matière première. On distingue plusieurs grandes familles d'activités dans l'industrie agroalimentaire : - Industrie de la viande - Fabrication de produits alimentaires élaborés - Fabrication des produits a base de céréales - Fabrication des huiles, de corps gras et de margarines - Industrie sucrière - Fabrication de boissons 2. L’objectif de l’industrie : • Transformation : Fabrique des produits alimentaires comestibles à partir d‘ingrédients bruts relativement non comestibles. • Stabilisation : Conserve les aliments durant les périodes de grande disponibilité pour la consommation hors saison. L‘industrie alimentaire est basée sur 4 principes : de transformer les produits par cuisson,fermentation D‘extraire, séparer, purifier les constituants des produits naturels (sucrerie, huilerie, minoterie, beurrerie, etc.) ; d‘effectuer des mélanges pour obtenir les goûts et/ou les textures voulues (par exemple, en biscuiterie, charcuterie, etc.). De stabiliser les produits de l‘agriculture et de la pêche (par séchage, traitements thermiques ou frigorifiques, salage, fumage, etc.) ; 3. Opération unitaire : Toute opération unique de nature physique commune à plusieurs procédés. Chaque opération unitaire est basée sur des propriétés physiques définies. Généralités 2 Six opérations unitaires utilisées généralement dans les procédés industriels : Mélange Séparation Transfert de chaleur Transfert de matière Ajustement de la taille Ecoulement Et les réactions? En plus des opérations unitaires «de nature physique», les opérations chimiques et biochimiques sont également importantes dans la transformation de plusieurs aliments… Il s‘agit des : • Réactions enzymatiques et des fermentations • Additions chimiques (conservateurs, arômes, colorants, etc.) ✓ Le mélange Production d‘une masse homogène à partir de deux composants ou plus Deux objectifs principaux du mélange sont l'incorporation d'ingrédients et le transfert de chaleur. ✓ Transfert de chaleurs Mouvement d‘énergie sous forme de chaleur à partir ou vers un produit. Le chauffage est utilisé pour : détruire des germes et donner un produit sain ; prolonger la durée de conservation par la destruction de certaines enzymes ; améliorer l‘acceptabilité organoleptique du produit. Le refroidissement a principalement une fonction de conservation. Chauffage – Pasteurisation, stérilisation – Cuisson (sèche ou humide) — Refroidissement Congélation, réfrigération. ✓ Transfert de matière : Le transfert de matière vers ou à partir d‘un milieu ; Le transfert d‘un composé chimique d‘une phase à une autre. Diffusion : concentration élevée à concentration faible — Evaporation : liquide _ gaz Intervient principalement dans des techniques de séparation ou de séchage… — Exemples : Absorption, Cristallisation, distillation. ✓ séparation : Séparation de composants sur la base d‘une propriété physique. -Taille Exemples : Filtration sur membrane, Gel filtration, Tamisage. -Densité Exemples : Séparation de la crème du lait, Elimination de bactéries des fluides. -Point d‘ébullition. Exemple Distillation. ✓ L’ajustement de la taille : Changement de la taille d‘un produit ou de l‘un de ses composants : Réduction de la taille du produit : broyage, moulage – Découpage, tranchage. Augmentation de la taille par agrégation, agglomération ou gélatinisation – Ex. Lait, fromage. ✓ L’écoulement : Transfert d‘un fluide d‘un point à un autre — Gravité — Pompag Chapitre 1 Procédés de transformation et de conservation 3 Chapitre 1 : Procédés de transformation et de conservation Introduction La conservation des aliments vise à préserver leur comestibilité et leurs propriétés gustatives et nutritives. Elle implique notamment d’empêcher la croissance de microorganismes et de retarder l’oxydation des graisses qui provoque le rancissement. Les méthodes courantes de conservation de la nourriture reposent principalement sur un transfert d’énergie ou de masse qui ont pour objectif d'allonger la durée de vie des produits alimentaires (pasteurisation et stérilisation, séchage, déshydratation osmotique, réfrigération et congélation) ou de les transformer par le jeu de réactions biochimiques ou de changement d'état (cuisson, fermentation, obtention d'état cristallisé ou vitreux…). 1.1. Optimisation des procédés thermiques Le traitement des aliments par la chaleur est aujourd’hui la plus importante technique de Conservation de longue durée à pour but de détruire les microorganismes très efficace. On distingue plusieurs techniques de conservation des aliments par traitement thermique comme, la pasteurisation, l’appertisation, la cuisson et les procédés aseptiques. I.1.1.Pasteurisation Ce terme vient de Louis Pasteur (1822-1895) et désigné un processus de conservation des aliments par un chauffage à des températures inférieurs à100°C suivi d’un refroidissement brusque (4°C) pour détruire certains microorganismes pathogènes qui ne sont pas éliminés et qu’il est nécessaire de ralentir le développement des germes encore présents. Les aliments pasteurisés sont ainsi habituellement conservés au froid. Cette technique concerne, par exemple, le lait et les produits laitiers, les jus de fruits, le vinaigre, le miel (Tableau 1.1). Tableau 1.1: Barèmes de pasteurisation [1]. Denrée Température et temps nécessaire Lait 30 minutes à 60°C ou 15 secondes à 72°C Crèmes/Crèmes dessert 30 minutes à 71°C ou 16 à 20 secondes à 82°C Jus de pommes 30 minutes à 77°C Boissons gazeuses à base de jus de fruit 30 minutes à 66°C 1.1.2. Appertisation. C’est une méthode, inventée par Nicolas Appert en 1790, il enferma des légumes dans des bouteilles étanches qu’il plongea un temps dans l’eau bouillante. Il observa que ses légumes ne changeaient ni d’aspect, ni de gout, et pouvaient se conserver longtemps. Ce procède révolutionnaire évolua des boites en fer blanc aux marmites autoclaves. Cette technique de conservation est appelée «appertisation» Chapitre 1 Procédés de transformation et de conservation 4 autrement dit stérilisation par la chaleur couplée à un conditionnement étanche. Les paramètres du traitement sont supérieurs à ceux de la pasteurisation et ils varient selon le produit entre dix minutes à 115°C et trente minutes à 121°C (Tableau 1. 2). Deux opérations sont importantes en appertisation : 1-le conditionnement dans des récipients étanches a l’air. 2-le chauffage a températures élevée (110 à 120 °C) pour détruire les micro-organismes et éviter toute contamination bactériologique ultérieure. Tableau 1.2: Barèmes d’appertisation. Denrée Durée (minutes) Température (°C) Haricots verts au naturel 2 à 4 121 Petits pois à l’étuvée 10 à 15 121 Sardines à l’huile 2 à 4 121 uploads/Industriel/ cours-agro-alimentaire-finale-2021.pdf