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1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT S

1 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE 3ème Année Génie des procédés. Module : procédés agro- alimentaires Présentée par : MAAZA LAMIA 2 Contenu de la matière Chapitre 1 : Procédés de transformation et de conservation : Optimisation des procédés thermiques : pasteurisation, appertisation, cuisson, procédés aseptiques. ; Optimisation des procédés frigorifiques, réfrigération, surgélation, transport frigorifique ; Déshydratation et procédés combinés : séchage, fumage Chapitre 2 : Généralités sur les procédés de séparation : Séparation de phase : pressage, décantation, filtration, évaporation, entraînement... ; Procédés membranaires ; extraction, distillation Chapitre 3 : Génie de la réaction : Génie de la réaction physico- chimique : coagulation, gélification, Génie de la réaction biologique :fermentation, bioconversion ; Chapitre 4 : Opérations mécaniques et manufacturières : Broyage, tamisage, écoulement (en particulier des poudres) 3 Introduction 1.Le procédé agroalimentaire c’est un système utilisé par l'industrie agroalimentaire pour transformer 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. L’industrie alimentaire utilise un ensemble d’actions appliquées à des produits pour leur conférer des propriétés (figure 1) 2. Quelques industries concernées • Industrie agroalimentaire : est l'ensemble des activités industrielles qui transforment des produits alimentaires issues de l'agriculture ou de la pêche en aliments industriels destinés essentiellement à la consommation humaine. Matières premières, ingrédients, additifs Produit Mélange Traitements thermiques Rayonnement s Réactions biochimiques et/ou biologiques Transferts de matière Traitements mécaniques de texturation Mises en forme, assemblages Emballage Figure 1 : Représentation synthétique d’un procédé alimentaire 4 • Industries pharmaceutique et biotechnologique : est le secteur qui regroupe la fabrication et de commercialisation des médicaments pour la médecine humaine ou vétérinaire1 • Industrie chimique : fabrique à la fois des produits chimiques de base, des produits chimiques intermédiaires et des produits finis. Par une synthèse chimique • Industries pétrochimique La pétrochimie : s'intéresse à l'utilisation des composés chimiques de base issus du pétrole pour fabriquer d'autres composés synthétiques qui peuvent exister ou non dans la nature ; dans le dernier cas, ces composés sont dits artificiels. Ces fabrications sont, en général, basées sur des réactions chimiques appropriées en présence ou non d'un catalyseur. Par exemple, lors du raffinage du pétrole, la coupe naphta issue de la distillation atmosphérique, Ce naphta peut être craqué dans un vapocraqueur, et donne des produits insaturés, fragiles et susceptibles d'être transformés en matières plastiques et d'autres produits cosmétiques et pharmaceutiques. C'est ainsi qu'à partir du pétrole on peut fabriquer des matières plastiques de toutes sortes employées ensuite comme matières premières dans les secteurs de la construction et dans l'industrie électrique, électronique, le textile, l'aéronautique et autres.  des solvants,  des détergents,  des médicaments,  des colorants alimentaires,  des cosmétiques,  des engrais.  le Nylon... Industries agrochimique : on utilise des synthèses chimiques pour pour obtient des produits phytosanitaires ou bien pesticides : herbicides, fongicides, insecticides 5 Nous sommes intéressées de l’industrie agroalimentaire 3. Donc 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, etc. ; 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.) ; 4. Opération unitaire : Toute opération unique de nature physique commune à plusieurs procédés. Chaque opération unitaire est basée sur des propriétés physiques définies. 4.1.Les types d’opérations : Six opérations unitaires utilisées généralement dans les procédés indutriels : 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.) 6 1-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. 2-Transfert de chaleurs Mouvement d‘énergie sous forme de chaleur à partir ou vers un produit Les facteurs influençant le transfert de chaleur : 1. Conception de l‘échangeur de chaleur 2. Propriétés de transfert de la chaleur du produit (conductivité thermique) 3. Densité 4. Méthode du transfert thermique a. conduction b. radiation c. convection 5. Viscosité 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 3-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, dislillation 7 4-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 5-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. 6-L’écoulement :Transfert d‘un fluide d‘un point à un autre — Gravité — Pompage../. 4.2. Quelques procédés unitaires • Filtration • Evaporation • Nettoyage • Fumage/salage • Epluchage • Fermentation • Tranchage • Chauffage/refrigération • Râpage • Mélange • Concentration • Tamisage 5. LES PROCÉDÉS DE CONSERVATION DES ALIMENTS 5.1.INTRODUCTION L’homme a toujours cherché des moyens de conserver les denrées alimentaires pour assurer sa survie en période de disette. Aux premières et simples méthodes de conservation (le séchage), ont succédé les techniques de salaison, la conservation par le sucre (les confitures) et la fermentation (vin, fromage, choucroute…). Au siècle dernier sont apparue la conservation par la chaleur et plus récemment par le froid avec le développement des installations frigorifiques. Ces différents procédés ont chacun leurs avantages en termes de praticité et de qualité nutritionnelle. 8 5.2- LA CONSERVATION PAR SÉCHAGE a-Ladéshydratation Dès la plus haute antiquité, des grains, des fruits, des viandes, des poissons ont été séchés au soleil. Plus tard le séchage a été effectué dans des fours. Aujourd’hui, les denrées sont déshydratées par différentes techniques : séchoirs à air chaud, rampe infrarouge, cylindres chauffants, fluidisation (passage de gaz chauds à travers une grille plaque). Le but de la déshydratation est d’éliminer suffisamment d’eau du produit pour empêcher le développement de micro-organismes et bloquer l’activité enzymatique. Les produits obtenus (lait en poudre, céréales, fruits secs) se conservent à température ambiante quand ils sont conditionnés dans des emballages les protégeant de l’humidité. Les techniques actuelles de déshydratation permettent de conserver les qualités nutritionnelles des denrées alimentaires. Néanmoins les nutriments fragiles à la chaleur comme certaines vitamines peuvent être partiellement détruits : pour certains produits (petits déjeuners secs), une supplémentation permet un rééquilibrage. B- La lyophilisation Les lyophilisations autrefois appelée cryodessication, a été découverte par les physiciens français d’Arsonval et Bordas. Elle consiste en une congélation, une mise sous vide, puis une sublimation de la glace et une désorption de l’eau intracellulaire. Cette technique permet d’obtenir un produit sec en préservant forme, dimension, couleur et surtout qualités organoleptiques de l’aliment frais. Les nutriments, même les plus fragiles, sont bien conservés. La lyophilisation donne des produits de qualité se réhydratant correctement, mais reste d’un prix de revient élevé, et donc réservée à certaines applications comme le café soluble, certains potages instantanés et l’alimentation de personnes en conditions extrêmes (astronautes, alpinistes…). 9 C - Le salage fumage Autre procédé de conservation traditionnel : le salage fumage. Selon les cas, les deux techniques sont ou non associées : tous les produits fumés sont préalablement salés, alors que les produits salés peuvent être non fumés. En diminuant l’activité bactérienne liée à la présence d’eau, le salage fumage freine ou bloque le développement microbien. Cette technique est essentiellement utilisée en charcuterie et pour la conservation de certaines espèces de poissons (hareng, saumon…). Longtemps empiriques, ces procédés ancestraux ont causé dans le passé des intoxications graves (botulisme). Aujourd’hui, ils sont efficacement maîtrisés par le respect de strictes règles d’hygiène de fabrication. Suivant le degré de salage et/ou de fumage, les produits se conservent à température ambiante (jambon sec, hareng saur…) ou au froid positif (saumon fumé, jambon…), uploads/Industriel/ 1-cours-procedes-agro-alimentaires-i.pdf