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Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 1 République Algérienne Démo

Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 1 République Algérienne Démocratique et populaire. Université de Mostaganem Abdelhamid Ibnoubadis Faculté des Sciences Techniques Département de Génie des Procédés Enseignant : Mr MEKHATRIA Djilali Doctorat en chimie. mekhatria@univ-mosta.dz Titre du cours Procédés Agro Alimentaires Unité d’enseignement : UED 3.1. Matière : Procédés Agroalimentaires. Volume horaire : 22h30. Crédit : 1 Coefficient : 1 Année universitaire 2015-2016 Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 2 Bibliographie 1. Génie des Procédés Alimentaires : des bases aux applications 2. 2éme édition Dunod. Auteurs : Jean-Jacques Binbenet, Albert Duquenoy, Gilles Trystram. 2007. 3. Sciences des Aliments. Volume 2 : Technologie des produits alimentaires. 4. Edition : Tech&Doc. Auteurs : Romain Jeantet, Thomas Croguennec, Pierre Schuk, Gérard Brulé. 2007. 5. Introduction à la Transformation Industrielle des Fruits. 6. Edition : Tech&Doc. Auteurs : Etienne Espiard. 2002. 7. Industrie Agricoles et Alimentaires. Progrès Sciences et Techniques. 8. Edition : Tech&Doc. Auteurs : René Scriban, F. Lepatre. 1988. Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 3 Merci au lecteur de signaler à Mr MEKHATRIA erreurs et défauts dans ce manuscrit ! Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 4 Sommaire Bibliographie ........................................................................................................................................................ 2 Généralités ........................................................................................................................................................... 6 Introduction. ..................................................................................................................................... 6 Définition de l’agroalimentaire. ....................................................................................................... 6 Relation entre le génie chimique, le génie des procédés et l’industrie Agroalimentaire ................ 7 Le génie chimique. ........................................................................................................................ 7 Le génie des procédés .................................................................................................................. 7 Le Génie des Procédés Alimentaire (GPA) ou Industriel (GIA) .................................................... 7 Les microorganismes ........................................................................................................................ 9 Aliments et microorganismes ........................................................................................................... 9 Chapitre I ........................................................................................................................................ 10 Procédés de Transformation et Conservation. ............................................................................... 10 Les procédés de transformation ................................................................................................. 10 Les procédés de conservation .................................................................................................... 10 Optimisation des Procédés thermiques. .................................................................................... 10 La pasteurisation .................................................................................................................... 10 L’appertisation. ....................................................................................................................... 11 La cuisson................................................................................................................................ 11 Procédés Aseptiques .............................................................................................................. 12 Optimisation des procédés Frigorifiques. .................................................................................. 12 La réfrigération: ...................................................................................................................... 12 La congélation: ....................................................................................................................... 13 La surgélation : ....................................................................................................................... 13 Transport frigorifique ............................................................................................................. 13 Déshydratation et procédés combinés ...................................................................................... 13 Le Séchage .............................................................................................................................. 13 Le Fumage ............................................................................................................................... 13 Déshydratation – Imprégnation Immersion ........................................................................... 13 Chapitre 2 ........................................................................................................................................................... 15 Généralités sur les Procédés de Séparation. ...................................................................................................... 15 Séparation de phases ..................................................................................................................... 15 Pressage. ..................................................................................................................................... 15 Principe ................................................................................................................................... 15 Matériel industriel .................................................................................................................. 15 La Décantation. ........................................................................................................................... 17 La Filtration. ................................................................................................................................ 18 Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 5 Filtration Tangentielle. ........................................................................................................... 18 Filtration Frontale. .................................................................................................................. 18 La filtration frontale ........................................................................................................... 18 Types de filtres ................................................................................................................... 19 La Séparation à l’échelle macromoléculaire ....................................................................................................... 21 Extraction........................................................................................................................................ 21 La Distillation .................................................................................................................................. 23 Entraînement à la vapeur (Hydrodistillation) ................................................................................. 23 Procédés de séparation membranaires .......................................................................................... 24 Filtration membranaire .................................................................................................................. 25 Osmose inverse ............................................................................................................................. 25 Chapitre 3 ........................................................................................................................................................... 26 Opérations de structurations ......................................................................................................... 26 Emulsification et foisonnement ..................................................................................................... 26 L’Emulsification ............................................................................................................................. 26 Le foisonnement ........................................................................................................................... 26 Cuisson Extrusion. .......................................................................................................................... 27 Chapitre 4 ........................................................................................................................................................... 29 Opérations mécaniques et manufacturières .................................................................................. 29 Le Broyage ...................................................................................................................................... 29 Le broyage grossier. .................................................................................................................... 29 Le broyage fin. ............................................................................................................................ 29 Le broyage ultrafin...................................................................................................................... 30 Le Tamisage .................................................................................................................................... 30 Découpage. ..................................................................................................................................... 31 La découpe par ultrasons ................................................................................................................ 31 Découpage au jet d’eau .................................................................................................................. 31 Assemblage et mise en forme. ....................................................................................................... 31 Emballage et Conditionnement ...................................................................................................... 31 Conditionnement ........................................................................................................................ 31 Emballage ..................................................................................................................................... 31 Types de conditionnement ............................................................................................................. 32 Les différents matériaux d'emballage .......................................................................................... 32 Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 6 Généralités Introduction. Deux questions sont nécessaires pour commencer ce cours destiné aux étudiants en L3 en génie des procédés dans le système LMD. Ces questions sont indispensables pour situer la place réservée à l’industrie agroalimentaire pour des étudiants habitués aux équipements de l’industrie chimique et pétrochimique 1. Quel est le rapport entre le génie chimique, le génie des procédés et l’industrie Agroalimentaire ? 2. Qu’est ce que l’industrie Agroalimentaire ? La réponse à ces questions passe par la connaissance des définitions Définition de l’agroalimentaire. Selon l’encyclopédie bordas : Agroalimentaire est un système ou complexe de transformation des produits de l’agriculture et de l’élevage en denrées alimentaire pour les hommes et les animaux. Ce système se divise en sous système : agro-industrie d’amont, agriculture, et agro-industrie d’aval. Sous système agro-industrie d’amont : son rôle est fondamental car il s’occupe de l’acquisition des terres, la plantation, aliments du bétail, semences, engrais, pesticides, herbicides, énergie (charbon, essence, gazole etc) machines agricoles, banques, assurances, services divers etc. Sous système agriculture : il comprend les produits agricoles de l’agriculture (blé, maïs, légumes, fruits…) et de l’élevage (poissons, œufs, viandes, miel, lait…) ainsi que les produits des jus de fruits pour la boisson, l’alcool, le textile, peau et cuir. Sous système agro-industrie d’aval comprend deux ensembles : 1. Ensemble d’industrie de transformation alimentaire des aliments et boisson (exemple du lait écrémé pour donner du beurre, du lait en poudre et dérivés comme le yaourt etc). 2. Ensemble de distribution de produits alimentaires aux consommateurs par l’intermédiaire des grandes et moyenne surfaces (charcuterie, fruits et légumes, lait et dérivés, boissons etc) D’autre définition : L’industrie agroalimentaire (IAA) est l'ensemble des activités industrielles qui transforment des matières premières issues de l’agriculture, de l'élevage ou de la pêche en produits alimentaires destinés essentiellement à la consommation humaine. On distingue plusieurs grandes familles d'activités dans l'industrie agroalimentaire : − Industrie de la viande − Fabrication de produits alimentaires élaborés − Fabrication de produits à base de céréales − Fabrication d’huiles, de corps gras et de margarines − Industrie sucrière − Fabrication de boissons et alcools Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 7 Relation entre le génie chimique, le génie des procédés et l’industrie Agroalimentaire Le génie chimique. Il est né au début du XXe siècle pour faire face au développement rapide de certaines industries, notamment l’industrie pétrolière au départ. Intégrant les avancées scientifiques de l’époque, il s’est forgé des concepts (idées) et des outils qui en ont fait un domaine scientifique nouveau. Dans les années 1960, l’industrie alimentaire a rejoint ce mouvement au moment où beaucoup de ses secteurs s’industrialisaient. Le génie des procédés alimentaires (GPA) fournit des outils de compréhension, de calcul et d’extrapolation nécessaires à cette démarche d’industrialisation. Le génie chimique est édifié sur trois axes : 1. les phénomènes de transferts 2. la mécanique des fluides (transferts de quantité de mouvement, bilans de forces, 3. les analogies entre les trois types de transferts (chaleur, matière et quantité de mouvement). Le génie chimique est un outil au service de l’industrie chimique. L’industrie chimique c’est l’industrie de transformation de la matière (extraction, séparation/purification, transformation) par voie physique, chimique, mélange, etc. Le génie des procédés Le génie des procédés consiste à : Etudier, Concevoir et Mettre en œuvre de façon Optimale les procédés de transformation physique, chimique ou biochimique de la matière par les 3 axes (transfert, MDF et analogie entre les transferts). Plusieurs secteurs ont adopté cette finalité qui est le concept du génie chimique pour se développer. Parmi ces industrie ; les industries alimentaires, biotechnologiques, pharmaceutiques, cosmétiques, papeterie, environnement, matériaux, etc. Pourquoi ne pas systématiser cette ouverture en remplaçant la référence à la chimie (génie chimique) par un terme plus large ? Le" génie des procédés" était lancé. Ses principaux champs d’application sont : — le génie chimique ; — le génie pétrolier ; — le génie pharmaceutique ; — le génie des procédés alimentaires ; — le génie biotechnologique (ou biologique) ; — le génie de l’élaboration des matériaux ; — le génie de l’environnement, etc. Le Génie des Procédés Alimentaire (GPA) ou Industriel (GIA) Les matières premières des industries alimentaires proviennent de différentes sources dont: − l’agriculture pour une grande partie (production végétale et animale). − la pêche et la mer (algues, sel marin). − le sous-sol ; eaux minérales et sel gemme (c’est aussi une industrie minière). Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 8 − l’industrie chimique (certains additifs) pour des tonnages limités. Les deux premières catégories, les plus importantes en tonnage, sont constituées de produits biologiques, ce qui entraîne les caractéristiques de : • variabilité de la matière, selon l’origine, l’espèce, la saison ; • fragilité sous l’action de la chaleur, des enzymes, des microorganismes ou même le fonctionnement physiologique des tissus lorsqu’ils sont vivants. • complexité de la composition et des réactions engagées. Ces caractéristiques sont valables pour le produit pendant le traitement, qui consiste réduire la variabilité de la matière et d’accroître sa stabilité, et la conservation. Tableau 1Les opérations unitaires classiques du GPA Classement Opération unitaire Milieu Opérations mécaniques Manutention, pesée, broyage, triage, etc. Solides particulaires, poudres Transferts de quantité de mouvement Agitation, malaxage Liquides, pâtes Décantation Solide-liquide, liquide-liquide, solide-gaz Centrifugation Filtration Essorage centrifuge Solide-liquide Extraction par pression Transferts de quantité de mouvement Transferts de chaleur Chauffage-refroidissement Divers Réfrigération Congélation Surgélation Pasteurisation Stérilisation Transferts de chaleur/matière Evaporation Liquides Séchage Solides, liquides Distillation Liquides Réactions biochimiques et microbiologiques Divers Transferts de matière Extraction par solvant Solide-liquide et liquide-liquide Mr D. Mekhatria. Cours : Procédés Agro-alimentaire 9 Les microorganismes Les microorganismes sont des êtres vivants visibles seulement au microscope. Ils ont, souvent, une organisation uni-cellulaire et sont responsables de nombreuses réactions vis-à-vis des produits de l’IAA. Ces réactions concernent la qualité. Le terme de microorganisme englobe les bactéries, les champignons microscopiques, uploads/Industriel/ procedes-agroalimentaire-cours-pdf.pdf