 |
PROJET GB3 2001-2002
Etudiants: Delphine BONNETON, Anne BRIEND, Sophie DE OLIVEIRA,
|
But du projet
Faire le point sur l'évolution l'état et l'avenir des études aérauliques au sein des industries alimentairesRésumé
L'étude du comportement du fluide air a été baptisée "aéraulique"2001-2002/ par analogie avec l'hydraulique, étude des mouvements du fluide eau. Elle porte à la fois sur l'écoulement de l'air et sur les transferts de matière et d'énergie à l'environnement. La recherche aéraulique s'est longtemps limitée au secteur aéronautique, doté d'un budget conséquent pour ce type de recherche. Cependant, et beaucoup plus récemment, quelques ingénieurs appliquèrent leurs connaissances en mécanique des fluides à l'alimentaire.De nombreux procédés de fabrication impliquent plus ou moins directement le caractère fluide de l'air. Celui-ci peut principalement contribuer soit à un échange de matière (séchage par entraînement ) soit à un échange thermique (cuisson, congélation, refroidissement ). En réalité, ces deux phénomènes sont liés entre eux et étroitement dépendants du type d'écoulement. Ces échanges sont extrêmement importants aussi bien qualitativement que quantitativement dans l'élaboration et la transformation de produits alimentaires. Leur calcul est également très compliqué du fait des formes géométriques complexes des aliments. Cette difficulté a été contournée en traitant séparément l'étude des transferts de matière, de chaleur et l'écoulement de l'air, au sein d'équipes différentes. Ainsi, l'appellation aéraulique en industrie alimentaires ne comprend, pour l'instant, que l'évaluation de l'influence du type d'écoulement de l'air sur les produits, à laquelle peut-être associée une évaluation qualitative des échanges thermiques et de matière. Cependant, cette simplification n'est que provisoire puisque les différentes équipes sont actuellement en collaboration pour mettre en commun leurs résultats et prendre en compte à terme toute la complexité du traitement des aliments par l'air.
Extrait du texte intégral
Importance des flux d'air dans l'affinage industrielEn industrie, l'affinage se déroule dans des caves de grandes dimensions à atmosphère contrôlée. Le système de ventilation permet de réguler l'hygrométrie, la température et la vitesse de l'air. Par un processus de soufflage et de reprise d'air, l'atmosphère du haloir est brassée de façon homogène en évitant la formation de zones mortes et le phénomène de stratification.
Cependant, un environnement homogène est particulièrement délicat à générer dans des locaux de grande hauteur. En effet, les réactions enzymatiques créent un réchauffement d'air. De plus, l'évaporation de l'eau nécessite un apport d'énergie fournie par l'air entrainant son refroidissement à proximité du fromage. Il se crée alors des gradients de température (parfois plusieurs degrés) au sein de l'atmosphère et les masses d'air chaud plus légères s'accumulent dans les parties hautes du hâloir. Enfin, les instrumentsde controle manquent, et/ou les mesures sont imprécises du fait même de l'hétérogénéité des conditions d'ambiance.
Aujourd'hui, des outils se mettent en place pour mesurer quantitativement les transferts internes et externes de matière et de chaleur au cours de l'affinage, et pour ainsi agir en faveur d'une homogénéisation de l'ambiance dans une cave.
Les défauts d'affinage dus à une atmosphère hétérogène
Les différences de température et de vitesse d'air au sein du haloir entrainent une forte hétérogénéité dans la qualités des fromages. Une vitesse d'air trop élevée favorise la formation d'une croute plus épaisse limitant le développement des bactéries aérobies. Ceci freine la maturation enzymatique de la pâte.
D'autre part, la croissance des bactéries anaérobies favorise la fermentation. Ce métabolisme entraine une accumulation de gaz (CO², H², ou les deux), provocant la formation de trous au sein de la pâte des fromages. Ceux-ci ne sont désirés que pour la fabrication de fromages particuliers tels l'Emmental ou le Gruyère, ou bien les pâtes persillées pour du Bleu.
A l'inverse, une vitesse d'air trop faible induit l'implantation de micro-organismes pathogènes, comme les Listeria et certaines moisissures, se développant à une Aw plus élevée.
Ces micro-organismes pathogènes entrent alors en compétition avec les organismes de maturation.
Pour éviter ces défaut de maturation, les fromagers sont contraints de placer quotidiennement les produit à des hauteurs différentes dans le haloir. Ce surcout économique (main-d'oeuvre) justifie la maîtrise des procédés de l'aéraulique.