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FABRICATION DE PRODUITS DANS LES INDUSTRIES AGRO-ALIMENTAIRES AKPA E. Essoh, Ph

FABRICATION DE PRODUITS DANS LES INDUSTRIES AGRO-ALIMENTAIRES AKPA E. Essoh, PhD FILIERE BIOCHIMIE - MICROBIOLOGIE UE: Génie Industriel Alimentaire ECUE 1 et 2: PROCESS DES INDUSTRIES FERMENTAIRES ET NON FERMENTAIRES Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques, UPR Biotechnologie Agroalimentaire / akpae@yahoo.fr AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques 2 Chapitre 1: PROBLEMATIQUE DES INDUSTRIES BIOTECHNOLOGIQUES (AGROALIMENTAIRES) Chapitre 2: INGENIERIE DE L’UTILISATION MICROBIENNE (GENIE MICROBIOLOGIQUE) Chapitre 1: PROBLEMATIQUE DES INDUSTRIES BIOTECHNOLOGIQUES (AGROALIMENTAIRES) 1.1 Objectifs de la production 1.2 Elaborer des produits constants (goûts et de textures) à partir de matières premières fluctuantes 1.3 Adapter en permanence l’outil industriel aux évolutions des produits dans leur recette et leur présentation 1.4 Maitriser les risques alimentaires (caractère périssable de leurs produits) pour garder la confiance des consommateurs 3 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques La qualification des outils de production permet de minimiser les RISQUES pour l’entreprise tout en protégeant les consommateurs Démarche qualité appliquée à la conception et l’exploitation des outils Seule voie permettant de produire des aliments conciliant SECURITE et SAVEUR 4 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques 1.1 Objectifs de la production Malgré la multitude de secteurs de l’industrie Agroalimentaire (des biscuits aux produits laitiers, de la viande au chocolat) avec des réalités très diverses pour l’automatisation, il se dégage des enjeux assez communs qui sont: - Accroître la productivité (machine, travailleurs, …) - Réduire les pertes de matière - Réduire les risques sanitaires et toxicologiques - Maintenir la qualité (régularité, …) 5 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques - Introduire l’innovation, la flexibilité - Prendre en compte la notion de sécurité alimentaire (hygiène) - Mémoriser l’histoire du procédé (traçabilité) - Tenir compte de la complexité croissante des schémas de fabrication Résumé de ces enjeux: Produire mieux, d’avantage, plus sûr, plus varié, plus vite! 6 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Quelles sont les contraintes de ces démarches? Contraintes en amont: * Origine des matières premières * Variabilité biologique * Utilisation de prémix industriel * Diversité des intrants, … 7 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Contraintes en aval: * Consommateur * Distribution * Logistique * Réglementation, … 8 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Contraintes internes: * Hygiène * Complexité des procédés * environnement * Technicité * Perte de savoir et de savoir faire Rq: Niveau des connaissances des mécanismes mis en jeu dans la transformation souvent insuffisant 9 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Que faut-il pour répondre à ces enjeux? L’automatisation ou le contrôle de certaines variables (même si beaucoup de perturbations sont difficiles à prendre en compte dès la conception et certaines opérations sont naturellement instables) (opération biotechnologique notamment) NB: Outres les opérations biologiques, Ne pas négliger les opérations des industries alimentaires qui utilisent le transfert de chaleur, de matière ou de quantité de mouvement comme principe de transformation (Cuisson, Séchage, Evaporation, Techniques séparatives, …) 10 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques 1.2 Elaborer des produits constants à partir de matières premières fluctuantes Pour concilier les images de saveur et de sécurité que demande le marché, les industriels doivent fabriquer des produits frais, naturels, constants, reproductibles et de plus en plus sophistiqués à partir de matières vivantes et fluctuantes 11 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Rq: L’évolution des marchés rend nécessaire la distribution d’un nombre sans cesse croissant d’articles dont la durée de vie commerciale est de plus en plus courte. La pérennité de l’entreprise passe par une dynamique d’adaptation permanente de ses ressources. Ces actions d’adaptation nécessitent d’ouvrir la réflexion à l’ensemble des dimensions de l’entreprise (Technique, Commerciale, Sociale et Financière) vu qu’elles s’exercent dans un contexte concurrentiel, normatif, réglementaire et médiatique difficile 12 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques A souligner! Les Labels et Appellations d’origine constituent des alternatives efficaces pour limiter l’accès des marchés et les préserver face à la mondialisation des marchés et à la suppression des barrières douanières en Europe. 13 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques 1.3 Adapter en permanence l’outil industriel aux évolutions des produits Du fait de la saturation de la demande de masse les Objectifs capacitifs sont substitués progressivement par des objectifs de différentiation et d’adaptation qualitative La productivité seule ne permet plus de combiner marges, chiffres d’affaires et pérennité de l’entreprise. Elle doit être complétée par la création de valeur Clefs d’accès majeures: Innovation et Transversalité 14 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques L’innovation produit va de pair avec l’innovation technique et organisationnelle La Flexibilité de l’outil de production et les méthodes de production ultrapropres sont les axes d’innovation les plus porteurs de valeur ajoutée aujourd’hui La transversalité est une association de corps de métiers complémentaires avec partage d’activités communes Voie permettant d’augmenter la valeur des produits et services rendus aux consommateurs, de réduire les coûts de production et de distribution tout en augmentant la fléxibilité des ressources par le partage 15 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques 1.4 Maitriser les risques alimentaires pour garder la confiance des consommateurs La mondialisation des marchés et la médiatisation de l’information renforcent l’impact d’une défaillance, qu’elle soit réelle ou imaginaire - Risque de perte de crédibilité vis-à-vis des consommateurs - L’image de l’ensemble du secteur agroalimentaire est mise en cause Les entreprises sont ainsi amenées à fabriquer des produits sûrs et à pouvoir le démontrer auprès des clients, de l’administration et la justice (cas de problème majeure) 16 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Mise en œuvre des procédures et contrôles pour la traçabilité permet d’augmenter considérablement la sûreté alimentaire des produits mis sur le marché. La traçabilité des produits permet de limiter les conséquences du risque encouru par la fragilité des denrées alimentaires, de la complexité des circuits de distribution et de la diversité des micro- organismes dans le cadre d’une gestion de crise 17 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Chapitre 2: INGENIERIE DE L’UTILISATION MICROBIENNE (GENIE MICROBIOLOGIQUE) 2.1 Planification des opérations 2.2 Les microorganismes 2.3 Matériel et installations 2.4 Mesures et contrôles associés aux bioprocédés 2.5 Les procédés en aval (Downstream process, DSP) 18 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Englobe la conception, l’installation et l’amélioration de systèmes intégrés des ressources humaines, matérielle, d’équipement et d’énergie. Le génie industriel ? Utilise les connaissances provenant de sciences mathématiques, physiques et sociales, ainsi que les principes et méthodes propres au génie (l’art de l’ingénieur), dans le but de spécifier, prédire et évaluer les résultats découlant de ces systèmes. Vise l’amélioration de la productivité, de l’efficacité et de contrôle des coûts. 19 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Ensemble des technologies qui permettent d'exploiter industriellement des microorganismes vivants. Avec le "génie enzymatique" et le "génie génétique", le "génie microbiologique" constitue un des éléments du domaine industriel des biotechnologies INTRODUCTION Le génie microbiologique ? 20 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques Chapitre 2: INGENIERIE DE L’UTILISATION MICROBIENNE (GENIE MICROBIOLOGIQUE) 2.1 Planification des opérations 2.2 Les microorganismes 2.3 Matériel et installations 2.4 Mesures et contrôles associés aux bioprocédés 2.5 Les procédés en aval (Downstream process, DSP) 21 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques I- PLANIFICATION DES OPERATIONS Quels sont les objectifs recherchés en industrie alimentaire lors de l’utilisation d’éléments biologiques? * Favoriser au maximum la production de cellules ou de métabolites cellulaires directement utilisables (Bioproduction) * Modifier un substrat par action biologique (Bioconversion) 22 AKPA E. Essoh, Maître de Conférences au Laboratoire de Biotechnologies, Agriculture et Valorisation des Ressources Biologiques 23 La réalisation de biotransformations d’une matière première pour lui faire acquérir des caractéristiques organoleptiques particulières, obtenir un produit fini correspondant à la demande du consommateur et répondant à un cahier des charges bien défini L’élimination de substrat: l’épuration des effluents des industries alimentaires se fait par voie biologique, en aérobiose ou en anaérobiose, dans des stations d’épuration permettant la préservation de l’environnement. NB: Dans la bioconversion, le micro-organisme doit être adapté au substrat et à l’objectif de la transformation Quels sont les objectifs de uploads/Industriel/ cours-ingenierie-microbienne-2020-2021.pdf