Innovation : Maitriser la conservation des fruits et légumes Le Projet NovelQ : Chauffage Ohmique d Aliments Pompables Résultats obtenus sur des fruits et légumes Par François ZUBER CTCPA, Amiens
NOVEL Q = «Novel Processing Methods for the Production and Distribution of Participation High-Quality du and CTCPA Safe Foods» Plus de 30 équipes, dans plus de 20 pays de l U.E 11 millions euros budget Sub-project 1, 2, etc.. (approches scientifiques). Sub-project 4 coordonné par SIK (Suède) : Développement et démonstration de nouvelles technologies de transformation / stabilisation Technologies thermique innovantes Hautes pressions hydrostatiques Champs électriques pulsés Plasmas froids, etc.. CTCPA : prise en charge à 100% de la partie relative au Chauffage Ohmique
Les trois axes de la recherche menée par le CTCPA sur le chauffage ohmique WP 13: Manipulation et packaging hygiénique des produits Elucidation des causes des problèmes rencontrés en conditionnement aseptique après les procédés continus Développement de procédures et guidelines pour le chauffage ohmique et le conditionnement aseptique (N&D, etc..) WP 19: Caractérisation des pilotes pour les nouvelles technologies Caractérisation technique et performances de notre ligne ohmique pilote. Comparaison avec les méthodes conventionnelles de stérilisation et d autres technologies alternatives (HP, PEF, etc..) WP 23: Démonstration sur maquettes industrielles : Chauffage ohmique d aliments pompables Reporting sur les bénéfices apportés par la technique Etude d un dispositif améliorant l homogénéité du traitement de produits de haute viscosité Participation de 2 industriels
Applications du Chauffage Ohmique à l échelle pilote, sur produits formulés industriels Plusieurs séries d essais de démonstrations des performances en stabilisation continue, sur produits complexes pompables (avec conditionnement aseptique) : réalisés dans les Work Program 19 et 23, avec participation de compagnies privées. N.B. : beaucoup de données sont protégées par la confidentialité client. Les recettes industrielles (pas des modèles) ont été spécialement formulées pour la technologie ohmique Fluide de portage avec une viscosité adaptée pour un flux continu (sirop, sauce, purée, avec échanges massiques sauces particules) Particules avec des comportements différents (taille, forme, fragilité à la surcuisson, à l abrasion, au sur-gonflement) Dans tous les cas : haute teneur en particules dans les mélanges Conductivité électrique : mesurée et/ou ajustée pour chaque phase
Objectifs des essais de démonstration Obtenir des pasteurisation ou stérilisation flash HTST pour des produits pompables de viscosité assez élevée, incluant une teneur élevée en grosses particules : => le Chauffage Ohmique prend le relais quand les autres technologies abandonnent Réduire les Valeurs Cuisatrice en maintenant une exigence stricte de qualité sanitaire : Fo élevées Tester la capacité des produits / équipements pour le conditionnement aseptique (en Bag in Box, goulots 2 pouces) Comparaison qualitiative avec des aliment équivalents stabilisés par les technologies traditionnelles (conserves appertisées) : texture, couleur, rendement. Etude économique sur certains produits : => Est ce raisonnable d un point de vue industriel? => Quel est le retour sur investissement à attendre d un tel procédé?
Pilote de chauffage ohmique (CTCPA Avignon) Pompe positive à pistons jumelés TANK Tubes pyrex Chauf. Ohm. N 1 and 2 Chambrage intermédiaire Chauffe 1,5 L FINAL 760 L Vers conditionn. aseptique Tubes pyrex Chauf. Ohm. N 3 and 4 Vanne 3 voies Tubes Chambrage : 7,6 L Tubes Refroidiss. : 44,6 L TANK Déchet 760 L Section refroidis. pour déchets La Contrepression est assurée par de l air stérile dans les tanks déchets et produit fini (pas de pompe de décharge)
Pilote de chauffage ohmique (CTCPA Avignon) - Débit : 300 à 1000 kg/h - Puissance : 2 30 kw - Diamètre interne : 51 mm (2 ) - T maxi : 140 C - Fabrication par lots de 250 kg en démo - Diamètre maxi des particules : 15 à 25 mm suivant forme et texture, et suivant viscosité de la phase portante
Electrodes Le chauffage ohmique : Faire passer le courant Tube Pyrex et son support isolé dans le produit Connexion électrique Pas si facile à l échelle industrielle Mise à la terre aux deux extrêmités!
Remplisseuse Aseptique (Goulots 2 pouces, poches aseptiques 5 litres) Coffret avec les tubes ohmiques
Courbe typique observée durant un traitement ohmique, avec un comportement assez unique et inhabituel : La temperature dans la phase porteuse augmente au cours du chambrage avec la chaleur relarguée par les particules!... T 120 C 117 C T h T j Chambrage Chauffage Refroidissement 75 C 44 C T i T f t
Exemple de produit formulé étudié : 1 ) Produit acide de fruit, avec teneur élevée en particules : CUBES DE PECHES + SIROP - Produit pour utilisation industrielle B-to-B (glaces et produits laitiers) ou réutilisation pour fabrication de fruits au sirop => pasteurisation HTST - Paramètres Fo : Tref = 93,3 C / z = 8,89 C => Cible : 30 min. - Produit de référence : Boites 5/1 Cans, stabilisées en autoclave, pour réutilisation, - Cibles industrielles : Haute productivité / débit de production ; Intégrité des particules (rendement) et fermeté ; Belle couleur jaune orangée brillante
Pêches en cubes avec sirop : formulation Ingrédient Formulation (%) CUBES PECHE PAVIE 10 x 10 x 10 mm > 65 % (valeur confidentielle) Eau Gomme Xanthane (agent épaississant et «glissant») Sucre 73,87 (dans le fluide de portage) 0,25 (dans le fluide de portage) 25,0 (dans le fluide de portage) Additif N 1 (confidentiel) - conductivité 0,3 (dans le fluide de portage) Additif N 2 (confidentiel) - fermeté 0,58 (dans le fluide de portage)
AVANT TRAITEMENT APRES TRAITEMENT CUBES de PECHES PAVIE pasteurisation flash par chauffage ohmique
Exemple de produit industriel étudié : RATATOUILLE 2 ) Produit semi-acide à base de légumes avec haute teneur en particules : (aubergines, courgettes, poivrons rouges et verts, oignons, tomates, sauce tomate). Pas celle ci.. Plutôt celle ci :
Exemple de produit industriel étudié RATATOUILLE - Produit pour le consommateur ou pour RHF / Catering. Sauce acide mais légumes peu acides (aubergine, courgette, etc ) => requiert usuellement une stérilisation légère (Fo réduite) - Parametres Fo : Tref = 121,1 C / z = 10 C => Cible : VS = 0,3 min. - Produit de référence : Boites 5/1, stabilisées en autoclaves, pour restauration scolaire - Cibles industrielles : Haute productivité / débit de production ; Couleur claire ; fermeté des particules Résistance à un réchauffage prolongé en service
1200 Qualité de la ratatouille stabilisée pics de force pour la ratatouille entière Texture globale du produit complet (Analyse de texture en Cellule de Kramer) 1000 800 600 400 200 0 autoclave 126 C autoclave 113 C autoclave t émoin ohmique Autoclave Autoclave Industriel Ohmique 126 C 113 C t rait ement
Exemple de produit industriel étudié : 3 ) Produit non acide avec texture et couleur fragiles : PATES EN SAUCE CARBONARA - Produit pour le consommateur, plat cuisiné => stérilisation HTST requise - Paramètres Fo : Tref = 121,1 C / z = 10 C => Cible : V.S. > 10 min. - Produit de référence : portion 250 g en barquette plastique operculée, traitée autoclave - Cibles industrielles : Pâtes avec une bonne texture, pas de gonflement excessif ; teneur en sauce limitée et maitrisée pas de brunissement sauce très claire encrasement limité en productions continues (présence de protéines laitières et de fromages dans la sauce!... )
Pâtes avec sauce carbonara : formulation ingrédients Formulation (%) Pâtes Macaroni ou Torsettes (qualité spéciale résistante à la cuisson pour plats cuisinés) Amidon de maïs waxy (Waxilys 200 SPCI ) Gomme Xanthane (Satiaxane TM - Cargill) Lardons fumés Poudres de fromages Poudre de lait Champignons appertisés en lamelles 22 (avant pré-cuisson) 3 (dans la sauce) 0,2 (dans la sauce) 4 (dans la sauce) 2 (dans la sauce) 5 (dans la sauce) 4 (dans la sauce)
Pâtes carbonara : chauffage ohmique (sans brunissement ni encrassement! )
Pâtes en sauce sauce carbonara : produit obtenu Autoclave Produit en continu
Bilan sur l impact de cuisson Process HTST / Autoclave : Valeurs Stérilisatrices et Cuisatrices * Parametres pour valeur cuisatrice : Tref = 100 C / Z = 25 C Ratio : Fo autoclave / Fo ohmique Ratio : C.V. autoclave / C.V. ohmique * Pâtes Carbonara 0,9 7,2 Ratatouille 1,4 (113 C) 1,1 (126 C) 7,5 (113 C) 7,8 (126 C) Cubes de pêches 1,2 6,8 => Même stabilistation obtenue, avec 7 fois moins d effet de cuisson
Merci de votre attention Discussion ouverte à vos questions