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Procédés pour l'industrie laitière
(ACR)
- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : écoconception, industrie laitière
Question sociétale et finalité, contexte : durabilité
Démarche, discipline : Génie des procédés
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Objet d'étude : écoconception, industrie laitière
Question sociétale et finalité, contexte : durabilité
Démarche, discipline : Génie des procédés
Dispositif technique et méthode d'étude : filtration à membranes, séchage par atomisation
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- Description détaillée :
Bien que les propriétés de la matière soient connues pour gouverner les réactions chimiques et les Afficher la suite
Bien que les propriétés de la matière soient connues pour gouverner les réactions chimiques et les phénomènes de transfert qui se produisent au cours des transformations dans l’industrie laitière, elles sont rarement étudiées en recherche. Les études menées par l'équipe visent à comprendre les mécanismes physiques, mécaniques et biochimiques impliqués dans les opérations de fractionnement des aliments et de concentration telles que les séparations sur membrane, l'évaporation et le séchage par atomisation.

L'objectif des travaux est de maîtriser les performances des opérations de transformation alimentaire par l’établissement de liens formels entre la conduite des procédés (en relation avec la fonctionnalité des produits) et les propriétés des colloïdes (essentiellement protéines) en milieu dense. Les performances de nombreuses opérations de transformation (filtration, évaporation, séchage,…) dépendent des propriétés des protéines lorsqu'elles sont concentrées. Nous avons en particulier montré comment les performances des opérations de filtration de lait pouvaient être reliées à la transition sol/gel des micelles de caséines et comment la fonctionnalité des poudres laitières (réhydratation, propriétés techno-fonctionnelles) pouvait être affectée par les propriétés des surfaces des gouttelettes, sous la dépendance des paramètres de séchage. Pourtant, le comportement des protéines en milieu concentré reste peu abordé par les physiciens des colloïdes et les liens entre les performances des opérations et les propriétés de la matière protéique concentrée ne sont encore que très peu décrits.


Dans ce contexte, deux axes de recherche sont développés:


(1) Structure, interactions et "dynamique" des dispersions denses de protéines.

Acquérir des connaissances sur le comportement des protéines en milieu concentré est aujourd’hui un prérequis indispensable à la maîtrise des opérations de transformation. Cet axe fait l’objet de questions de recherche partagées avec l'activité "Assemblages, structuration et fonctionnalités des protéines et des lipides" : Quelle est la nature et la contribution relative des interactions entre protéines en milieu concentré ? Peut-on les quantifier et comment ? Quelle est la répercussion de ces interactions sur la structure et les propriétés des dispersions (viscoélasticité, changement de phase, dynamique) ? Comment agir sur ces interactions pour créer ou à l'opposé limiter la formation d'une phase "solide" dans un procédé ?


(2) Propriétés des dispersions denses et performances des opérations de concentration et "déconcentration".

Les données de caractérisation des protéines en milieu dense devraient permettre de comprendre et surtout modéliser les procédés de concentration, dans le but de prédire les performances des opérations et d'éco-concevoir les procédés en se basant sur des considérations techniques, environnementales et économiques. Notre connaissance des procédés et la maîtrise des équipements pilotes nous permettront de recueillir des données expérimentales aux échelles adéquates et de valider les approches mécanistiques proposées. Les questions majeures abordées seront : Quelles sont les grandeurs pertinentes décrivant l'ensemble des propriétés colloïdales des protéines en milieu concentré ? Comment modéliser aux différentes échelles les performances des opérations de concentration et "déconcentration" en prenant en compte les propriétés des protéines en milieu concentré ?


L’équipe développe ces études sur deux grands types de protéines modèles: les micelles de caséines, protéines majeures du lait, et les protéines globulaires (principalement laitières) pour lesquelles il existe de nombreuses données physico-chimiques et structurales.
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- Champs de rattachement :
 

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