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RÉSUMÉ
En près de 30 ans, les opérations de filtration tangentielle sont devenues des outils industriels incontournables dans les technologies alimentaires. Les principales applications des membranes dans le domaine agroalimentaire ont été développées dans le secteur laitier. D'autres champs d'application émergent : concentration de jus de légumes, récupération du plasma sanguin des abattoirs... Ces techniques sont utilisées aussi bien au sein même de la chaîne de production que pour le traitement des fluides techniques et des effluents.
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In almost 30 years, tangential flow filtration operations have become indispensable industrial tools in the food technologies. The main applications of membranes in the agri-food industry were developed in the dairy sector. Other fields of application are emerging, such as vegetable-juice concentrate and blood plasma recovery in slaughterhouses. These techniques are used as much in the production chain for the treatment of technical fluids as they are for effluents.
Auteur(s)
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Geneviève Gésan-guiziou : Science et technologie du lait et de l'œuf (STLO), UMR 1253 INRA – Agrocampus Rennes - Institut national de la recherche agronomique (INRA), Rennes
INTRODUCTION
En près de 30 ans, les opérations de filtration tangentielle sont devenues des outils industriels incontournables dans les technologies alimentaires Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT)- Applications en agroalimentaire[1] Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT)- Applications en agroalimentaire[2]. Les principales applications des membranes dans le domaine agroalimentaire ont été développées dans le secteur laitier (30 à 40 % du marché) majoritairement pour la concentration des protéines du lactosérum et la standardisation du lait en protéines, loin devant les autres produits alimentaires : vin, bière, jus de fruits, ovoproduits... Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT)- Applications en agroalimentaire[1] Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT)- Applications en agroalimentaire[3] Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT)- Applications en agroalimentaire[4]. D'autres champs d'application émergent : concentration de jus de légumes, récupération du plasma sanguin des abattoirs... Ces techniques sont utilisées aussi bien au sein même de la chaîne de production (clarification, concentration, fractionnement) que pour le traitement des fluides techniques (eau de process...) et des effluents.
Cet article a pour but de fournir aux techniciens, ingénieurs ou étudiants du domaine alimentaire, une vision générale des applications agroalimentaires des quatre opérations à membranes majeures (microfiltration : MF, ultrafiltration : UF, nanofiltration : NF, osmose inverse : OI) pour lesquelles la séparation à travers la membrane est réalisée en phase liquide, sous l'action d'un gradient de pression, appelé pression transmembranaire.
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Forces et faiblesses des membranes dans le secteur alimentaire
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3. Autres industries concernées
3.1 Protéines végétales
L'UF et l'OI (pour le traitement des effluents) sont les techniques à membranes les plus utilisées dans les traitements d'extraction et de fractionnement des protéines végétales Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT)- Applications en agroalimentaire[1]. Parmi les produits enrichis en protéines végétales, on distingue ceux qui sont destinés au consommateur (tonyu ou lait de soja, tofu correspondant au caillé obtenu après coagulation des protéines du jus de soja), de ceux utilisés, à l'état sec, par les industriels de l'alimentation comme produits alimentaires intermédiaires : concentrats (70 % de protéines) et isolats (90 % de protéines). Les applications majoritaires des ingrédients protéiques issus de la matière d'origine végétale, principalement du soja, se trouvent en boulangerie – pâtisserie, dans les sauces et potages, mais également dans les produits carnés.
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L'UF et la diafiltration sont utilisées pour concentrer le tonyu, jus correspondant à l'extrait aqueux, obtenu après trempage, blanchiment, broyage des graines de soja. La concentration du tonyu, menée dans des installations multiétagées à températures élevées (65 à 85 oC) pour diminuer la viscosité du produit, permet l'obtention d'un concentré (de 8 à 9 % à 12 à 25 % en extrait sec) contenant 47 à 60 % de protéines, 24 à 34 % de lipides et des teneurs en minéraux et glucides abaissées. L'UF de tonyu est quasiment indispensable pour l'épurer, le rendre acceptable par le consommateur et en standardiser la composition. Les avantages de cette concentration sont nombreux :
-
réduction des coûts de transport entre le centre de production et l'unité d'embouteillage et d'aromatisation ;
-
diminution de la teneur en sucres solubles, responsables de la flatulence ;
-
meilleure valorisation du tonyu,...
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ANNEXES
L'industrie agroalimentaire représente en 2007 le second secteur d'utilisation des membranes en Europe avec 20 % du marché, derrière le secteur du traitement de l'eau (process et potable) et des effluents (31 %) à égalité avec le secteur de la pharmacie et des biotechnologies (stérilisation de fluides biologiques, production d'eau ultrapure, fractionnement/concentration de protéines) (figure ). En 2004, le marché européen des membranes en industrie agroalimentaire était estimé à 175 millions d'euros avec une croissance moyenne annuelle estimée à 9 %, supérieure à la croissance moyenne, tous secteurs confondus, estimée à 7 % .
(d'après )
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Références
DAUFIN (G.) - RENE (F.) - AIMAR (P.) - Les opérations à membranes dans les procédés de l'industrie alimentaire. - Tech. & Doc. Lavoisier (1998).
CHERYAN (M.) - Ultrafiltration and Microfiltration...
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