Les défis à relever lors la manipulation et le traitement des produits alimentaires

La manipulation de poudres et d'ingrédients collants fait partie intégrante de la transformation des aliments. Barry Walmsley, chef de produit, et Norihiko Shigetani, directeur général adjoint de Hosokawa Micron Ltd., discutent des défis communs et des opportunités sur lesquelles les fabricants peuvent capitaliser.

Les défis à relever pour la transformation et la manutention des produits de l'industrie alimentaire sont à la fois variés et importants pour les fabricants d'aujourd'hui, qui s'efforcent de suivre l'évolution rapide des tendances alimentaires et des demandes du marché. Ajoutez à cela le désir de créer des avantages compétitifs grâce à l'innovation et à des moyens de production rapides pour rester en tête de leur marché. Les fabricants de produits alimentaires ont parfois l'impression d'avoir beaucoup trop de pain sur la planche.

Nous examinons ici certains défis clés sur le marché actuel, notamment la préservation des produits, les produits collants, les possibilités d'ajouter de la valeur à la production de grandes capacités et la protection contre la contamination. Les discussions sont également sur les possibilités d'y répondre d'une manière apportant des avantages de production directs et un avantage concurrentiel grâce à des techniques de production rentables.

Produits difficiles à manipuler

Les ingrédients alimentaires, en particulier ceux riches en matières grasses, sont généralement collants et difficiles à manipuler. Les procédés de mélange ou de réduction de taille peuvent potentiellement apporter de l'énergie et de la chaleur au produit, ce qui augmente leur caractère collant et cohésif. Cela peut potentiellement endommager la saveur, l'apparence et la sensation en bouche, réduisant ainsi le rendement du produit, le volume des ventes et la position sur le marché.

Le cacao est un produit typique "difficile à manipuler", étant sensible à la chaleur, collant, gras et de grande valeur dans la nature. Dans le traitement du cacao, avant le broyage, les tourteaux de cacao sont mélangés pour ajuster la recette, et de nombreux producteurs de cacao du Sud-Est asiatique utilisent des mélangeurs coniques à cet effet, comme le mélangeur Nauta® de Hosokawa Micron. Ces mélangeurs à vis en orbite exécutent une action de mélange douce et de faible intensité, ce qui leur permet de mélanger avec précision des produits délicats. Ils offrent une génération de chaleur minimale, des temps de mélange rapides, une décharge complète et facile et une capacité de volume allant jusqu'à 100.000 litres.

Mélangeur conique à vis Nauta®

Lorsque le broyage du cacao ou la réduction de taille est nécessaire, l'utilisation de broyeurs sélecteurs à air permet de broyer la masse et les tourteaux de cacao sans créer d'excès de fines et de réduire précisément la taille des particules. Un refroidissement direct ou indirect de la chambre de broyage ou de l'air de traitement est nécessaire pour réduire le risque de dégradation du produit, permettant de manipuler du cacao à plus haute teneur en matière grasse. Une faible maintenance et des intervalles de nettoyage réduits diminuent le risque de contamination microbienne, augmentant ainsi le potentiel de réduction de la taille des ingrédients alimentaires collants ou difficiles à manipuler.

Conservation du produit

Tirer le meilleur parti des matières premières en termes de valeur nutritionnelle est vital dans la transformation des aliments. Cela réduit non seulement les déchets mais optimise également les ingrédients rares et coûteux pour produire la meilleure qualité alimentaire. La complexité et les défis des ingrédients et des procédés actuels des fabricants alimentaires doivent refléter les exigences des habitudes et des demandes alimentaires d'une population mondiale croissante, et la prise en compte des options de préservation fait également partie de l'image globale de l'alimentation mondiale.

Ici, nous examinons l'okara, une pulpe de soja récupérée comme sous-produit lors de la production de lait de soja et de tofu. La plupart des okaras dans le monde sont utilisés comme aliments pour animaux et le reste principalement comme engrais naturel ou comme compost. Cependant, il a également un potentiel pour la consommation humaine, dans la mesure où il ajoute de la texture aux produits de boulangerie et est un exhausteur de protéines nutritionnelles. Il est de plus en plus considéré comme une opportunité précieuse pour les fabricants de produits alimentaires de valoriser un sous-produit des déchets, mais seulement si les problèmes de traitement de la production de poudres à faible teneur en humidité et conservées en protéines peuvent être résolus.

Ces défis incluent la capacité de produire un produit à faible teneur en humidité qui sera moins sujet à la détérioration tout en restant inchangé dans la couleur, la sensation en bouche ou le goût par un procédé de séchage ou de broyage. Il existe aujourd'hui sur le marché des machines capables de relever ces défis. Celles-ci peuvent broyer, classifier et sécher pour produire un produit stable, éliminant plusieurs étapes de manipulation de la poudre, typiques dans les systèmes de traitement plus traditionnels.

Le Drymeister de Hosokawa Micron, par exemple, utilise une technologie de séchage rapide pour prévenir les dommages thermiques et préserver les nutriments, ce qui fait qu'un produit à faible teneur en eau est moins sujet à la détérioration et à la dégradation. Le broyage et la classification dans la même machine offrent un temps de traitement réduit et fournissent des particules fines donnant une douce sensation en bouche. Le procédé de nettoyage facile de l'unité réduit l'adhérence dans la machine pour un meilleur rendement.

Drymeister (DMR-H) sécheur de type flash

Efficace sur le plan énergétique et compacte, la machine associe séchage, désagglomération/broyage et classification en un seul équipement, séchant en quelques secondes des produits thermosensibles de manière sûre et économique, répondant ainsi aux exigences et aux défis de la production alimentaire aussi bon marché que possible. Le produit final est sans agglomérats, avec une granulométrie définie et homogène.

Avec la capacité de gérer des variations de teneur en humidité de quelques pour cent à plus de 80 pour cent dans les suspensions, boues et pâtes, cet appareil utilise environ 30 à 40 pour cent de moins d'énergie par kilogramme d'eau évaporée par rapport aux sécheurs conventionnels. Comme de nombreuses entreprises dans le monde sont aujourd'hui confrontées à la réduction de la consommation d'énergie, aux émissions et à la réduction de la pollution au jour le jour, la réduction de la consommation d'énergie représente un pas en avant significatif.

Valeur ajoutée

L'ajout de valeur à l'une des cultures les plus importantes au monde, le riz, figure en bonne place sur la liste de souhaits des transformateurs de riz, qui apprécient les avantages d'ajouter de la valeur à un produit de grande consommation. Avec de nouveaux canaux de développement de produits qui stimulent l'innovation dans les ingrédients alimentaires, les transformateurs de riz examinent le potentiel de la farine de riz comme alternative à la farine de blé, lui donnant une réelle valeur ajoutée.

La farine de riz est un substitut facile aux produits non allergènes (sans gluten), mais son aptitude à changer de texture lorsqu'elle est utilisée dans des produits existants et à créer de nouveaux produits alimentaires lorsqu'elle est utilisée comme farine fine peut maintenant être beaucoup plus exploitée grâce à des systèmes de broyage et de séchage appropriés et précis.

Dans le passé, le broyage du riz a eu un effet néfaste sur l'amidon, mais de nouveaux procédés ont ouvert la voie à la transformation à valeur ajoutée. Dans un tel système, par exemple, un broyeur classificateur à air chaud est utilisé pour créer un produit fin sec et finement broyé, avec une taille de particule de d50 = 40 μm qui présente un niveau élevé d'amidon, fournissant ainsi un produit de haute qualité idéal pour le développement d'une gamme de produits de boulangerie, tels que le pain et les gâteaux.

Transfert des protéines pour la farine de blé riche en protéines

Le transfert de protéines est la séparation mécanique de particules de protéines des particules d'amidon auxquelles elles sont attachées. En contrôlant la teneur en protéines de la farine de blé, grâce au transfert de protéines et au mélange, il est possible de fournir la farine de blé chargée de protéines la plus appropriée pour des applications particulières.

Un système de traitement en deux parties comprend typiquement le broyage pour libérer la protéine et l'amidon, et la classification des particules grossières (faible teneur en protéines) et fines (haute teneur en protéines). D'excellents taux sont obtenus en utilisant un broyeur classificateur à air pour produire une séparation idéale des tailles de particules.

Les matériaux broyés sont transportés pneumatiquement vers un séparateur à air qui sépare les particules grosses, faible teneur en protéines, des particules fines riches en protéines. Les deux fractions sont récupérées et ont plusieurs utilisations. Une fraction grossière, à faible teneur en protéines/amidon élevé peut être utilisée en tant qu'ingrédient de confiserie, amidon pour les pâtes, ou comme agent épaississant. Les farines à haute teneur en protéines sont utilisées comme améliorants pour le pain, en particulier pour les pâtes retardées et les pâtes congelées, car elles ajoutent du volume et améliorent la chapelure du produit final.

Ce système haute performance fournit 22% de protéines (contre 11% dans le grain brut) et 25% de rendement, une augmentation significative par rapport aux systèmes moins performants qui fournissent un rendement inférieur à 20%.

Confinement et intégrité du produit

Les demandes croissantes d'intégrité des produits et la nécessité de protéger les opérateurs en fabrication dans l'industrie de la transformation des aliments ont mené au développement d'une gamme de cabines à flux laminaire descendant pour répondre aux demandes spécifiques de l'industrie.

En raison du risque des poussières affectant les voies respiratoires, provenant des céréales, de la farine, des protéines d'œuf, des protéines de poisson et des additifs, l'utilisation de la technologie de confinement dans le secteur alimentaire est de plus en plus répandue. Les cabines modulaires à flux laminaire descendant offrent une protection à la fois du produit et du personnel et, si nécessaire, permettent d'inclure des étapes de traitement à l'extérieur d'une machine de traitement des aliments fermée. Cela pourrait être pour des opérations d'échantillonnage, de remplissage ou d'emballage.

Cabine à flux laminaire 

Dans une telle machine, un flux d'air unidirectionnel est forcé vers le bas à travers des écrans de distribution montés au plafond dans un écoulement laminaire vertical. Cela supprime l'élévation de la poussière, éliminant la poussière de la zone de respiration de l'opérateur à travers des grilles d'extraction perforées en partie basse de la cabine.

Capables de fournir des niveaux d'exposition inférieurs à 1 μg/m³, les cabines peuvent également protéger les produits contre la contamination environnante en créant une « zone de traitement propre », minimisant le risque de contamination croisée par d'autres produits ou procédés.

L'innovation est la clé pour conquérir le marché de consommation d'aujourd'hui, et avec cela vient le besoin de surmonter les défis avec le traitement des produits nouveaux ou difficiles à manipuler comme le cacao, l'okara ou la farine de riz comme mentionnés précédemment. Avec l'avancement de la technologie, les entreprises de transformation des aliments peuvent rester en tête de leurs concurrents et continuer à innover avec des ingrédients, ce qui leur permet de se tailler une place sur le marché pour les années à venir.