Etapes de fabrication de la levure

Etapes de fabrication de la levure

Utilitรฉ de la mรฉlasseย 

la mรฉlasse

La mรฉlasse constitue une source de carbone pour la levure, cโ€™est un sirop trรจs รฉpais et trรจs visqueux qui contient environ la moitiรฉ de son poids en saccharose, celui-ci รฉtant toutefois non cristallisable en raison des impuretรฉs quโ€™il contient. La mรฉlasse de canne a une forte flaveur due ร  l’odeur et contient gรฉnรฉralement (53 ร  54 %) de sucre, tandis que La mรฉlasse de betterave est lรฉgรจrement moins riche en sucre (48 %).

la Canne Image 3 : la betterave

Les 77 ร  82 % des matiรจres sรจches de la mรฉlasse apportent pour lโ€™essentiel du saccharose comme source de carbone, des minรฉraux, des oligoรฉlรฉments et des vitamines. La levure a besoin de biotine pour sa croissance. Les mรฉlasses de canne en sont riches. Dans le cas de fermentation sur mรฉlasses de betterave ou dโ€™autres substrats carbonรฉs comme des hydrolysats dโ€™amidon, cette vitamine doit รชtre ajoutรฉe ร  raison de 60 ร  100 ยตg pour 100 g de matiรจres sรจches de levure produite. Les autres vitamines comme les vitamines B1 et B6 sont habituellement prรฉsentes en quantitรฉs suffisantes dans les mรฉlasses. La composition azotรฉe dรฉpend de la qualitรฉ souhaitรฉe : une levure riche en azote est plus active mais moins stable. Lโ€™apport dโ€™azote dans le milieu se fait habituellement sous forme dโ€™hydroxyde ou de sels dโ€™ammonium (sulfate ou phosphate), ou dโ€™urรฉe. Etapes de fabrication de la levure La mรฉlasse manque de phosphore. En rรจgle gรฉnรฉrale, la composition en phosphore de la levure, exprimรฉe en P2O5, reprรฉsente un tiers de celle de lโ€™azote. La mรฉlasse contient suffisamment de potassium, de calcium et de soufre, Cependant du magnรฉsium (et parfois du zinc) doit รชtre ajoutรฉ. Cette matiรจre premiรจre est fournie ร  Lesaffre Maroc par la sociรฉtรฉ de sucreries COSUMAR.

Etapes de prรฉparation de la mรฉlasseย 

Avant dโ€™arriver ร  la station de traitement, la mรฉlasse est stockรฉe dans 3 tanks (2 pour la mรฉlasse issue de betterave et le 3รฉme pour celle de la canne) .Une homogรฉnรฉisation assurรฉe par des pompes. La mรฉlasse passe par plusieurs processus pour quelle devienne propice ร  lโ€™utilisation dans la fermentation de la levure. -Dilution de mรฉlasse : La mรฉlasse brute est diluรฉe avec de lโ€™eau chaude ร  65 ยฐC.

-Clarification :

La mรฉlasse diluรฉe passe dans un clarificateur oรน elle est centrifugรฉe. Mรฉlasse diluรฉe

-Stรฉrilisation :

La mรฉlasse diluรฉe et clarifiรฉe (MDC) est stรฉrilisรฉe par une injection de vapeur, l’action conjuguรฉe de la vapeur d’eau et de la tempรฉrature provoque la dรฉnaturation des protรฉines, des germes (micro-organismes) et la mort de ces derniers. Cette technique consiste ร  un contact direct de la vapeur dโ€™eau et la matiรจre ร  stรฉriliser(la mรฉlasse) pendant un moment dรฉterminรฉ et une pression convenable . Dans cette รฉtape il y a deux paramรจtres ร  contrรดler : la tempรฉrature dans le stรฉrilisateur et le temps de contact. On vise ร  รฉlever la mรฉlasse ร  une tempรฉrature supรฉrieure ร  100ยฐC tout en prรฉservant la qualitรฉ nutritionnelle de la mรฉlasse, dโ€™oรน la nรฉcessitรฉ dโ€™adopter un barรจme (temps, tempรฉrature) convenable. Ensuite, elle passe dans un รฉchangeur ร  plaque ยซ MDC ยป- ยซ MDCS ยปafin dโ€™รชtre refroidie.

– รฉchangeur de chaleur :

Cโ€™est un systรจme qui permet de transfรฉrer un flux de chaleur dโ€™un fluide chaud ร  un fluide froid ร  travers une paroi sans contact direct entre les deux fluides , Le transfert deย  chaleur du fluide chaud au fluide froid sโ€™effectue ร  travers la paroi que constitue le tube intรฉrieur . La mรฉlasse diluรฉe clarifiรฉe et stรฉrilisรฉe est stockรฉe ร  90ยฐC, puis elle est refroidie avant dโ€™รชtre utilisรฉe dans la fermentation.

Diffรฉrentes analyses rรฉalisรฉes sur la mรฉlasse :

La qualitรฉ dโ€™un aliment ne se mesure pas seulement par une bonne pratique dans toutes les รฉtapes de fabrication mais surtout par un contrรดle rigoureux. Il y a des tests quotidiens effectuรฉs sur la mรฉlasse brute au sein du laboratoire (Brix et pH pour le contrรดle de qualitรฉ physicochimique de la mรฉlasse), et dโ€™autres hebdomadaires (Clerget, sucres rรฉducteurs, sucres totaux, et analyses microbiologiques..). Dans ce projet je me suis intรฉressรฉe aux analyses, physicochimiques et microbiologiques, suivantes: รฉvaluation du brix et du pH. Dรฉtermination du taux de saccharose.
Dรฉtermination du Clerget (sucre inverti). Dรฉnombrement de bactรฉries totales.

Fermentation de la levure:

Echelle laboratoire :

La souche sous forme lyophilisรฉe importรฉe de lโ€™รฉtranger est ensemencรฉe dans un milieu favorable qui permet sa multiplication.

Echelle industrielle :

Fermenteur pilote

La souche prรฉcรฉdemment prรฉparรฉe, est mise dans un fermenteur pilote de 800l. Ensuite on ajoute la mรฉlasse diluรฉe clarifiรฉe et stรฉrilisรฉe et, les รฉlรฉments nutritifs et les vitamines.

Fermentation :

Le mรฉlange est envoyรฉ dans des prรฉfermenteurs et fermenteurs plus grands pour une bonne multiplication de la levure. Les cellules de levure sont sรฉparรฉes du moรปt par une centrifugeuse, alors le mout dรฉlevurรฉ passe dans les รฉgouts et la crรจme repart vers les fermenteurs. Cโ€™est la levure mรจre, qui subit ensuite une autre sรฉparation pour donner la crรจme de a levure commerciale.

Stockage ยซ crรจme commercialeยป :

La crรจme est refroidie ร  4ยฐC et stockรฉe dans de grands bacs, avant son utilisation, il faut lui ajouter du sel, qui joue un rรดle trรจs important dans le nettoyage des cellules de saccharomyces cerevisiรฆ et la rรฉgulation de la matiรจre sรจche.

ย Filtration et emballage de la levure fraรฎche :

La filtration se fait ร  lโ€™aide de 3 dรฉshydrateurs rotatoires, munis de racleurs, la levure sous forme de pรขte tombe dans des trรฉmies (des grands entonnoirs destinรฉs ร  stocker puis ร  verser la levure) oรน elle est mรฉlangรฉe avec une huile vรฉgรฉtale qui rend sa couleur plus claire, ensuite la levure est coupรฉe sous forme de parallรฉlรฉpipรจdes selon un poids entrรฉ en consigne. Enfin la levure obtenue ร  une couleur aussi claire que possible, une bonne odeur, un bon goรปt et une consistance qui nโ€™est pas sรจche. La levure est stockรฉe ร  4ยฐC, pendant 36 heures avant la livraison.

Sรฉchage et conditionnement de la levure sรจche :

Aprรจs dรฉshydratation de la crรจme, le gรขteau obtenu passe dans la boudineuse oรน il est mรฉlangรฉ avec un รฉmulsifiant qui fait blanchir la levure et rend ses cellules plus rรฉsistantes. Il y a 2 types de levures sรจches : – La SPI (particule sรจche instantanรฉe) un temps de sรฉchage de 20min .Enfin elle est emballรฉe sous vide ou sous azote. – La SPH (particule sรจche ร  hydratรฉe ou active), de granules sphรฉriques, et une durรฉ de sรฉchage de 3h. Elle est emballรฉe sous air. Donc la fabrication de la levure se rรฉalise selon le schรฉma suivant :

Paramรจtres ร  contrรดler dans la station mรฉlasse :

Echauffement de la mรฉlasse ร  la dilution :

Un apport de vapeur dโ€™eau est injectรฉ au cours de la dilution de la mรฉlasse afin dโ€™รฉlever la tempรฉrature du mรฉlange Mรฉlasse-Eau ร  une tempรฉrature รฉgale ร  70ยฐC.

Elimination des impuretรฉs :

Traitement et contrรดle de qualitรฉ de la mรฉlasseย  Les clarificateurs consiste ร  รฉliminer les colloรฏdes et les boues prรฉsentes dans la mรฉlasse diluรฉe, ainsi dโ€™รฉviter le colmatage des รฉchangeurs utilisรฉs pendant la stรฉrilisation au moyen dโ€™une centrifugation. La sociรฉtรฉ LESAFFRE MAROC dispose de deux clarificateurs (SB60 et SB60) qui filtrent la mรฉlasse diluรฉe pour en รดter les impuretรฉs ร  lโ€™aide dโ€™un dรฉbourbage. Le dรฉbourbage est une รฉvacuation des boues dans les รฉgouts par une รฉjection dโ€™eau propre, cette รฉtape sโ€™effectue aprรจs chaque 8min de clarification, et la prise des รฉchantillons se fait ร  chaque 2min, ensuite taux des impuretรฉs se fait ร  lโ€™aide dโ€™une centrifugeuse.

Stรฉrilisation :

La mรฉlasse est stรฉrilisรฉe grรขce ร  une injection de vapeur sous pression รฉtudiรฉe, la tempรฉrature de stรฉrilisation est fixรฉe de 120 ร  130ยฐC pendant 2 ร  3min selon le dรฉbit de mรฉlasse. La mรฉlasse clarifiรฉe est introduite dans un รฉchangeur ร  plaques, oรน un รฉchange de chaleur entre la mรฉlasse stรฉrilisรฉe et celle clarifiรฉe a lieu. Cet รฉchange de chaleur MรฉlasseMรฉlasse permet dโ€™รฉlever la tempรฉrature de la mรฉlasse clarifiรฉe avant quโ€™elle subisse la stรฉrilisation, ce qui attรฉnue la sรฉvรฉritรฉ de la stรฉrilisation et porte alors plusieurs avantages.

Refroidissement de la mรฉlasse :

Le refroidissement de la mรฉlasse prรฉparรฉe avant son acheminement vers les fermenteurs, est rรฉalisรฉ dans des รฉchangeurs ร  plaques oรน le fluide de service est lโ€™eau (ร  tempรฉrature de 20ยฐCยฐ).

Analyses physico-chimiques de la mรฉlasse brute et celle diluรฉe clarifiรฉe et stรฉrilisรฉe (MDCS):

Mesure du degrรฉ Brix :

Le degrรฉ Brix est le poids en grammes de matiรจres sรจches contenues dans 100 grammes d’une solution dans l’eau distillรฉe. On prend 250 g de mรฉlasse et on lui ajoute 250g dโ€™eau distillรฉe, puis ร  lโ€™aide dโ€™un saccharimรจtre on mesure le degrรฉ Brix.

Dosage du saccharose :

– Mode opรฉratoire Peser dans une fiole de 200ml une quantitรฉ de mรฉlasse de 32.54g, ajouter un peu dโ€™eau distillรฉe et de lโ€™acรฉtate de plomb basique (25ml pour mรฉlasse ร  base de canne, 15ml pour celle de betterave et 10ml pour la mรฉlasse diluรฉe clarifiรฉe et stรฉrilisรฉe (MDCS), ensuite complรฉter ร  200ml avec de lโ€™eau distillรฉe. Bien agiter et filtrer puis ร  lโ€™aide dโ€™un polarimรจtre (cโ€™est un saccharimรจtre graduรฉ de telle maniรจre qu’il indique directement la concentration en sucre saccharose de la mรฉlasse on mesure lโ€™angle de rotation du saccharose ฮฑ1).ย  La mรฉthode polarimรฉtrique est un moyen simple pour la dรฉtermination et la recherche dans l’analyse des รฉchantillons coรปteux et non-duplicable, permettant de mesurer l’activitรฉ optique des composรฉs inorganiques et organiques.

Mesure du Clerget :

Le Clerget reprรฉsente le taux de conversion du saccharose en glucose et fructose. – Mode opรฉratoire Du mรชme filtrat utilisรฉ pour le dosage du saccharose dans la mรฉlasse de betterave, on prend 50ml et on lui ajoute 5ml dโ€™acide chlorhydrique et on le met dans un bain mari ร  70ยฐC pendant 10min. Puis on verse le mรฉlange sur du charbon actif, qui aide ร  enlever les impuretรฉs solubles dans la solution.

Dรฉnombrement des bactรฉries totales dans la mรฉlasse diluรฉe clarifiรฉe et stรฉrilisรฉe (MDCS):

Les bactรฉries totales ou Flore Mรฉsophile Aรฉrobie Totale (FMAT) est un indicateur sanitaire qui permet d’รฉvaluer le nombre d’UFC (Unitรฉ Formant une Colonie) prรฉsentes dans un produit ou sur une surface. Ce dรฉnombrement se fait ร  30 ยฐC. Comme il s’agit d’un milieu ordinaire, la plupart des micro-organismes peuvent se dรฉvelopper, sauf ceux qui sont exigeants et les micro-organismes anaรฉrobies stricts.

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Table des matiรจres

Remerciements
Introductionย 
Prรฉsentation et procรฉdรฉs de fabrication :
Chapitre I : Prรฉsentation du groupe LESAFFREย 
1. Historique du groupe LESAFFRE
2. Le groupe LESAFFRE MAROC
Chapitre II Description du laboratoire dโ€™analyses Lesaffre Marocย 
Chapitre III : Nature, rรดle et utilisation de la levureย 
1. Dรฉfinition de la levure
2. Caractรฉristiques de la levure
3. Dรฉgradation des sucres
Chapitre IV: Etapes de fabrication de la levure
I. Prรฉparation de la mรฉlasse
1. Util itรฉ de la mรฉlasse
2. Etapes de prรฉparation de la mรฉlasse
3. Diffรฉrents analyses rรฉalisรฉes sur la mรฉlasse
II. Fermentation de la levure
1. Echelle laboratoire
2. Echelle industriel
3. Filtration et emballage de la levure fraรฎcheย  Etude de lโ€™รฉconomie en รฉnergie thermique e contrรดle de qualitรฉ:
Chapitre I : traitement et contrรดle de qualitรฉ de la mรฉlasseย 
I. Paramรจtres ร  contrรดler dans la station mรฉlasse
1. Echauffement de la mรฉlass
2. Elimination des impuretรฉs
3. Stรฉrilisation
4. Refroidissement de la mรฉlasse
II. Analyses physico-chimiques de la mรฉlasse
1. Mesure du degrรฉ Brix
2. Dosage du saccharose
3. Dosage des sucres rรฉducteurs
4. Mesure du Clerget
5. Mesure du taux des sucres totaux
6. Dรฉnombrement des bactรฉries totales dans la mรฉlasse diluรฉe clarifiรฉe et stรฉrilisรฉe (MDCS)
Chapitre II : Bilans thermiques de la station de traitement de la mรฉlasseย 
I. Calcul des bilans thermiques
1. Quantitรฉ de chaleur consommรฉe dans les diffรฉrentes รฉtapes
2. Consommation en Fioul
II. Gain apportรฉ par lโ€™utilisation des รฉchangeurs de chaleurs
1. calcul du Bilan thermique sans utilisation des รฉchangeurs de chaleur
2. Coรปt de lโ€™รฉconomie mensuelle rรฉalisรฉe
Conclusion
Bibliographie

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