Bibliographie & annexes
Présentation
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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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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 ;
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le changement d'état du solvant : surgélation, congélation, abaissement de la température du produit et transformation partielle de l'eau en glace par cristallisation ;
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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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Éléments constitutifs
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2. Principe
La zéodratation est une technique de déshydratation basée sur l'utilisation couplée de l'évaporation sous vide (avec apport modéré d'énergie thermique) ou de la sublimation avec l'utilisation de zéolithes dont les pores de petite taille, adsorbent la vapeur d'eau émise par le produit lors de l'évaporation.
Le mécanisme de l'adsorption repose sur la surface fortement polaire des pores des zéolithes (les liaisons sont par conséquent de très faible énergie). Cette caractéristique unique (surfaces fortement polaires) distingue les zéolithes d'autres adsorbants disponibles sur le marché et leur permet une grande capacité d'adsorption de l'eau ou d'autres composants polaires. Les zéolithes peuvent adsorber jusqu'à 30 % de leur masse en eau. L'adsorption doit être distinguée de l'absorption, pour laquelle une phase continue remplit des pores formant des liaisons chimiques avec la matière solide (figure 4).
Au cours de l'opération, la température du produit est comprise entre – 20 oC et + 60 oC. Ce niveau de température permet de réduire les altérations organoleptiques du produit (préservation des arômes, couleurs, vitamines, antioxydants… qui de par leur taille, ne sont pas piégés par les zéolithes), tout en respectant la structure de ce dernier.
Un cycle de zéodratation est composé généralement de 3 phases :
-
l'adsorption ;
-
la régénération de la zéolithe ;
-
le refroidissement.
La zéolithe disposée à l'intérieur d'un réacteur peut servir à plusieurs cycles. Durant la phase d'adsorption (figure 5), l'eau migre du produit vers la zéolithe.
L'absence d'air dans l'enceinte facilite le passage de l'eau de l'état liquide ou solide à l'état gaz (vapeur), accélérant ainsi la déshydratation du produit.
La zéodratation peut utiliser la sublimation au lieu de l'évaporation (passage de l'eau de l'état solide à l'état gaz, sans passage par l'état liquide), par congélation préalable du produit à traiter et ajustement du niveau de vide lors de l'opération (afin d'être au niveau du point triple sur le diagramme des phases de l'eau). La zéodratation est associée aux techniques de déshydratation par le froid, au même...
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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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