Etapes de fabrication de la levure

Etapes de fabrication de la levure

Utilité de la mélasse 

la mélasse

La mélasse constitue une source de carbone pour la levure, c’est un sirop très épais et très visqueux qui contient environ la moitié de son poids en saccharose, celui-ci étant toutefois non cristallisable en raison des impuretés qu’il contient. La mélasse de canne a une forte flaveur due à l’odeur et contient généralement (53 à 54 %) de sucre, tandis que La mélasse de betterave est légèrement moins riche en sucre (48 %).

la Canne Image 3 : la betterave

Les 77 à 82 % des matières sèches de la mélasse apportent pour l’essentiel du saccharose comme source de carbone, des minéraux, des oligoéléments et des vitamines. La levure a besoin de biotine pour sa croissance. Les mélasses de canne en sont riches. Dans le cas de fermentation sur mélasses de betterave ou d’autres substrats carbonés comme des hydrolysats d’amidon, cette vitamine doit être ajoutée à raison de 60 à 100 µg pour 100 g de matières sèches de levure produite. Les autres vitamines comme les vitamines B1 et B6 sont habituellement présentes en quantités suffisantes dans les mélasses. La composition azotée dépend de la qualité souhaitée : une levure riche en azote est plus active mais moins stable. L’apport d’azote dans le milieu se fait habituellement sous forme d’hydroxyde ou de sels d’ammonium (sulfate ou phosphate), ou d’urée. Etapes de fabrication de la levure La mélasse manque de phosphore. En règle générale, la composition en phosphore de la levure, exprimée en P2O5, représente un tiers de celle de l’azote. La mélasse contient suffisamment de potassium, de calcium et de soufre, Cependant du magnésium (et parfois du zinc) doit être ajouté. Cette matière première est fournie à Lesaffre Maroc par la société de sucreries COSUMAR.

Etapes de préparation de la mélasse 

Avant d’arriver à la station de traitement, la mélasse est stockée dans 3 tanks (2 pour la mélasse issue de betterave et le 3éme pour celle de la canne) .Une homogénéisation assurée par des pompes. La mélasse passe par plusieurs processus pour quelle devienne propice à l’utilisation dans la fermentation de la levure. -Dilution de mélasse : La mélasse brute est diluée avec de l’eau chaude à 65 °C.

-Clarification :

La mélasse diluée passe dans un clarificateur où elle est centrifugée. Mélasse diluée

-Stérilisation :

La mélasse diluée et clarifiée (MDC) est stérilisée par une injection de vapeur, l’action conjuguée de la vapeur d’eau et de la température provoque la dénaturation des protéines, des germes (micro-organismes) et la mort de ces derniers. Cette technique consiste à un contact direct de la vapeur d’eau et la matière à stériliser(la mélasse) pendant un moment déterminé et une pression convenable . Dans cette étape il y a deux paramètres à contrôler : la température dans le stérilisateur et le temps de contact. On vise à élever la mélasse à une température supérieure à 100°C tout en préservant la qualité nutritionnelle de la mélasse, d’où la nécessité d’adopter un barème (temps, température) convenable. Ensuite, elle passe dans un échangeur à plaque « MDC »- « MDCS »afin d’être refroidie.

– échangeur de chaleur :

C’est un système qui permet de transférer un flux de chaleur d’un fluide chaud à un fluide froid à travers une paroi sans contact direct entre les deux fluides , Le transfert de  chaleur du fluide chaud au fluide froid s’effectue à travers la paroi que constitue le tube intérieur . La mélasse diluée clarifiée et stérilisée est stockée à 90°C, puis elle est refroidie avant d’être utilisée dans la fermentation.

Différentes analyses réalisées sur la mélasse :

La qualité d’un aliment ne se mesure pas seulement par une bonne pratique dans toutes les étapes de fabrication mais surtout par un contrôle rigoureux. Il y a des tests quotidiens effectués sur la mélasse brute au sein du laboratoire (Brix et pH pour le contrôle de qualité physicochimique de la mélasse), et d’autres hebdomadaires (Clerget, sucres réducteurs, sucres totaux, et analyses microbiologiques..). Dans ce projet je me suis intéressée aux analyses, physicochimiques et microbiologiques, suivantes: évaluation du brix et du pH. Détermination du taux de saccharose.
Détermination du Clerget (sucre inverti). Dénombrement de bactéries totales.

Fermentation de la levure:

Echelle laboratoire :

La souche sous forme lyophilisée importée de l’étranger est ensemencée dans un milieu favorable qui permet sa multiplication.

Echelle industrielle :

Fermenteur pilote

La souche précédemment préparée, est mise dans un fermenteur pilote de 800l. Ensuite on ajoute la mélasse diluée clarifiée et stérilisée et, les éléments nutritifs et les vitamines.

Fermentation :

Le mélange est envoyé dans des préfermenteurs et fermenteurs plus grands pour une bonne multiplication de la levure. Les cellules de levure sont séparées du moût par une centrifugeuse, alors le mout délevuré passe dans les égouts et la crème repart vers les fermenteurs. C’est la levure mère, qui subit ensuite une autre séparation pour donner la crème de a levure commerciale.

Stockage « crème commerciale» :

La crème est refroidie à 4°C et stockée dans de grands bacs, avant son utilisation, il faut lui ajouter du sel, qui joue un rôle très important dans le nettoyage des cellules de saccharomyces cerevisiæ et la régulation de la matière sèche.

 Filtration et emballage de la levure fraîche :

La filtration se fait à l’aide de 3 déshydrateurs rotatoires, munis de racleurs, la levure sous forme de pâte tombe dans des trémies (des grands entonnoirs destinés à stocker puis à verser la levure) où elle est mélangée avec une huile végétale qui rend sa couleur plus claire, ensuite la levure est coupée sous forme de parallélépipèdes selon un poids entré en consigne. Enfin la levure obtenue à une couleur aussi claire que possible, une bonne odeur, un bon goût et une consistance qui n’est pas sèche. La levure est stockée à 4°C, pendant 36 heures avant la livraison.

Séchage et conditionnement de la levure sèche :

Après déshydratation de la crème, le gâteau obtenu passe dans la boudineuse où il est mélangé avec un émulsifiant qui fait blanchir la levure et rend ses cellules plus résistantes. Il y a 2 types de levures sèches : – La SPI (particule sèche instantanée) un temps de séchage de 20min .Enfin elle est emballée sous vide ou sous azote. – La SPH (particule sèche à hydratée ou active), de granules sphériques, et une duré de séchage de 3h. Elle est emballée sous air. Donc la fabrication de la levure se réalise selon le schéma suivant :

Paramètres à contrôler dans la station mélasse :

Echauffement de la mélasse à la dilution :

Un apport de vapeur d’eau est injecté au cours de la dilution de la mélasse afin d’élever la température du mélange Mélasse-Eau à une température égale à 70°C.

Elimination des impuretés :

Traitement et contrôle de qualité de la mélasse  Les clarificateurs consiste à éliminer les colloïdes et les boues présentes dans la mélasse diluée, ainsi d’éviter le colmatage des échangeurs utilisés pendant la stérilisation au moyen d’une centrifugation. La société LESAFFRE MAROC dispose de deux clarificateurs (SB60 et SB60) qui filtrent la mélasse diluée pour en ôter les impuretés à l’aide d’un débourbage. Le débourbage est une évacuation des boues dans les égouts par une éjection d’eau propre, cette étape s’effectue après chaque 8min de clarification, et la prise des échantillons se fait à chaque 2min, ensuite taux des impuretés se fait à l’aide d’une centrifugeuse.

Stérilisation :

La mélasse est stérilisée grâce à une injection de vapeur sous pression étudiée, la température de stérilisation est fixée de 120 à 130°C pendant 2 à 3min selon le débit de mélasse. La mélasse clarifiée est introduite dans un échangeur à plaques, où un échange de chaleur entre la mélasse stérilisée et celle clarifiée a lieu. Cet échange de chaleur MélasseMélasse permet d’élever la température de la mélasse clarifiée avant qu’elle subisse la stérilisation, ce qui atténue la sévérité de la stérilisation et porte alors plusieurs avantages.

Refroidissement de la mélasse :

Le refroidissement de la mélasse préparée avant son acheminement vers les fermenteurs, est réalisé dans des échangeurs à plaques où le fluide de service est l’eau (à température de 20°C°).

Analyses physico-chimiques de la mélasse brute et celle diluée clarifiée et stérilisée (MDCS):

Mesure du degré Brix :

Le degré Brix est le poids en grammes de matières sèches contenues dans 100 grammes d’une solution dans l’eau distillée. On prend 250 g de mélasse et on lui ajoute 250g d’eau distillée, puis à l’aide d’un saccharimètre on mesure le degré Brix.

Dosage du saccharose :

– Mode opératoire Peser dans une fiole de 200ml une quantité de mélasse de 32.54g, ajouter un peu d’eau distillée et de l’acétate de plomb basique (25ml pour mélasse à base de canne, 15ml pour celle de betterave et 10ml pour la mélasse diluée clarifiée et stérilisée (MDCS), ensuite compléter à 200ml avec de l’eau distillée. Bien agiter et filtrer puis à l’aide d’un polarimètre (c’est un saccharimètre gradué de telle manière qu’il indique directement la concentration en sucre saccharose de la mélasse on mesure l’angle de rotation du saccharose α1).  La méthode polarimétrique est un moyen simple pour la détermination et la recherche dans l’analyse des échantillons coûteux et non-duplicable, permettant de mesurer l’activité optique des composés inorganiques et organiques.

Mesure du Clerget :

Le Clerget représente le taux de conversion du saccharose en glucose et fructose. – Mode opératoire Du même filtrat utilisé pour le dosage du saccharose dans la mélasse de betterave, on prend 50ml et on lui ajoute 5ml d’acide chlorhydrique et on le met dans un bain mari à 70°C pendant 10min. Puis on verse le mélange sur du charbon actif, qui aide à enlever les impuretés solubles dans la solution.

Dénombrement des bactéries totales dans la mélasse diluée clarifiée et stérilisée (MDCS):

Les bactéries totales ou Flore Mésophile Aérobie Totale (FMAT) est un indicateur sanitaire qui permet d’évaluer le nombre d’UFC (Unité Formant une Colonie) présentes dans un produit ou sur une surface. Ce dénombrement se fait à 30 °C. Comme il s’agit d’un milieu ordinaire, la plupart des micro-organismes peuvent se développer, sauf ceux qui sont exigeants et les micro-organismes anaérobies stricts.

Table des matières

Remerciements
Introduction 
Présentation et procédés de fabrication :
Chapitre I : Présentation du groupe LESAFFRE 
1. Historique du groupe LESAFFRE
2. Le groupe LESAFFRE MAROC
Chapitre II Description du laboratoire d’analyses Lesaffre Maroc 
Chapitre III : Nature, rôle et utilisation de la levure 
1. Définition de la levure
2. Caractéristiques de la levure
3. Dégradation des sucres
Chapitre IV: Etapes de fabrication de la levure
I. Préparation de la mélasse
1. Util ité de la mélasse
2. Etapes de préparation de la mélasse
3. Différents analyses réalisées sur la mélasse
II. Fermentation de la levure
1. Echelle laboratoire
2. Echelle industriel
3. Filtration et emballage de la levure fraîche  Etude de l’économie en énergie thermique e contrôle de qualité:
Chapitre I : traitement et contrôle de qualité de la mélasse 
I. Paramètres à contrôler dans la station mélasse
1. Echauffement de la mélass
2. Elimination des impuretés
3. Stérilisation
4. Refroidissement de la mélasse
II. Analyses physico-chimiques de la mélasse
1. Mesure du degré Brix
2. Dosage du saccharose
3. Dosage des sucres réducteurs
4. Mesure du Clerget
5. Mesure du taux des sucres totaux
6. Dénombrement des bactéries totales dans la mélasse diluée clarifiée et stérilisée (MDCS)
Chapitre II : Bilans thermiques de la station de traitement de la mélasse 
I. Calcul des bilans thermiques
1. Quantité de chaleur consommée dans les différentes étapes
2. Consommation en Fioul
II. Gain apporté par l’utilisation des échangeurs de chaleurs
1. calcul du Bilan thermique sans utilisation des échangeurs de chaleur
2. Coût de l’économie mensuelle réalisée
Conclusion
Bibliographie

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