Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les méthodes permettant d’accroître la durée de conservation des produits alimentaires sont essentiellement basées sur le principe de la réduction de l'activité de l'eau, dans le but de réduire le développement des micro-organismes et les activités enzymatiques. Un des procédés pour obtenir cette réduction est la diminution de la quantité de solvant par lyophilisation. Sur cette voie, des scientifiques belges ont mis au point la zéodratation. Cette technique permet de s'affranchir de l'opération de refroidissement associée à la lyophilisation. De plus, la zéodratation génère peu d'altération qualitative de la matière déshydratée, car elle consiste en une opération de séchage très doux des produits. Pourtant très compétitive sur le plan économique, car moins consommatrice d'énergie, elle est encore peu répandue en agroalimentaire.
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The methods of increasing the shelf life of food products are primarily based on the principle of reducing the activity in the water, with the aim of reducing the development of micro-organisms and enzyme activity. One of the methods used to achieve such reduction is to decrease the amount of solvent by lyophilisation. From this line of research, Belgian scientists have developed zeodration. This technique eliminates the cooling process associated with lyophilisation. Furthermore, as it is a very gentle drying process, zeodration produces limited qualitative impairments in the dehydrated material. Although it is economically very competitive, as it consumes less energy, it is still uncommon in the food-processing industry.
Auteur(s)
-
Sébastien ROUSTEL : Ingénieur du génie rural, des eaux et de la forêt Ministère de l'agriculture
INTRODUCTION
L'homme a toujours été préoccupé par la préservation de sa nourriture et a développé de nombreuses techniques/procédés permettant d'accroître la durée de conservation, pratiquement, de tous les produits alimentaires. Parmi ces méthodes, nombreuses sont basées sur le principe de la réduction de l'activité de l'eau afin d'inhiber ou de réduire le développement des micro-organismes et de limiter les activités enzymatiques. Le procédé/technique utilisé pour obtenir cette réduction de l'activité de l'eau dépend de la nature du produit alimentaire et de ses usages. On peut citer :
-
la diminution de la quantité de solvant : déshydratation ;
-
l'augmentation de la quantité de solutés : additions de chlorure de sodium, saccharose, glycérol, sorbitol, acides, bases (lactates) etc., mélanges directs entre aliments secs et humides ;
-
le changement d'état du solvant : surgélation, congélation, abaissement de la température du produit et transformation partielle de l'eau en glace par cristallisation ;
-
la diminution de la quantité de solvant et l'addition de solutés : déshydratation par immersion/imprégnation.
Parmi toutes ces possibilités, la diminution de la quantité de solvant peut être obtenue par différentes techniques de déshydratation :
-
la déshydratation à l'air (généralement chaud) ;
-
la déshydratation par le vide (procédés conduisant à des changements majeurs des produits alimentaires : modification de leur flaveur, de leur couleur, structure ou de la nature bioactive de certaines molécules) ;
-
la déshydratation par le froid (dont la lyophilisation).
Cherchant (dans les années 1990) à améliorer le procédé de lyophilisation par l'utilisation de pièges à eau constitués de perles zéolithes, trois scientifiques belges ont donné naissance à la zéodratation. Cette technique permet de s'affranchir de l'opération de refroidissement associée à la lyophilisation, fortement consommatrice d'énergie. La zéodratation est par conséquent une technique alternative à la déshydratation ou à la concentration de produits sensibles et/ou contenant des molécules bioactives.
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Principe
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1. Définition
1.1 Zéodratation et zéolithes
La zéodratation est une technique de déshydratation mise au point dans les années 1990. Elle met en œuvre des zéolithes ou zéolites, c'est-à-dire un minéral microporeux appartenant au groupe des silicates, sous-groupe des tectosilicates dans lequel ils forment une famille comprenant des aluminosilicates.
Une zéolithe, naturelle ou synthétique (plus de 150 types de zéolithes ont été synthétisées et près de 50 zéolithes naturelles sont connues) est capable d'adsorber ou de désorber de l'eau, de manière sélective, en fonction de la température et de l'humidité relative.
Les zéolithes employées pour la zéodratation se présentent sous la forme de granules tridimensionnels microporeux d'environ deux millimètres. Le diamètre des nanopores qui est d'environ 400 picomètres, correspond à la taille d'une molécule d'eau.
Les zéolithes sont des polymères inorganiques cristallins basés sur un arrangement tridimensionnel de tétraèdres d'AlO4 et de SiO4 liés entre eux par des atomes d'oxygène. Il existe de nombreux types structuraux de zéolithes : ZSM-5, Bêta, A, X... (figures 1 et 2). La présence d'AlO4 tétraédrique apporte une charge négative qui est contrebalancée par un ou plusieurs cations, tels que Ca2+, Na+, Mg2+ ou K+. La formule générale des zéolithes s'écrit de la façon suivante :
avec :
- M :
- cation, de valence n, qui assure l'électro-neutralité de l'ensemble.
L'agencement des tétraèdres SiO4 et AlO4 conduit à la formation d'unités, telles que la cage sodalite et la cage pentasil, qui s'assemblent ensuite pour former une structure composée de canaux, de cages, de cavités et de pores.
La microporosité des zéolithes leur confère une très grande surface spécifique variant de 20 à 800 m2/g. Selon le type de zéolithe, la taille et la forme des cages...
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Définition
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUISNET (M.), ROMÔA RIBEIRO (F.) - Les zéolithes, un nanomonde au service de la catalyse. - Éditions EDP Sciences, ISBN 2-86883-826-x (2006).
-
(2) - LACROIX (M.) - Synthèse et caractérisation de zéolithes 1D pour la catalyse. - Rapport d'étude de l'Université Louis Pasteur de Strasbourg, sept. 2004.
-
(3) - MARCOTTE (M.), BRODEUR (C.) - Le séchage ? pas si aride. - Le monde alimentaire, vol. 5, no 1, p. 22 (2001).
-
(4) - CRBM - La zéodratation. - BioTechno, vol. 5, no 2, nov. 2006.
-
(5) - * - Documentation technique des équipementiers.
ANNEXES
Dalian Haixin Chemical Industrial Co. http://www.molecularsieve.org
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Équipementiers :
Bucher-Zedrys http://www.bucherdrytech.com
ZÉODRYPLUS http://www.zeodryplus.com
ZEOtechnologies http://www.zeotechnologies.com
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