Le séchage des produits agro-alimentaires

Le séchage des produits agro-alimentaires

Le procédé de fabrication de la levure et ses principes :

Présentation du microorganisme 

Les levures sont des champignons microscopiques unicellulaires et eucaryotes, elles sont utilisées dans la fabrication du vin, du pain, de la bière et sont souvent utilisées comme aliments pour le bétail en raison de leur richesse en protéines et en vitamines
Elles sont capables de : ❖ Dégrader les aliments qui se trouvent dans leur milieu de culture grâce à une gamme très étendue d’enzymes d’hydrolyse telles que des lipases, protéases, saccharases et lactases. ❖ Effectuer les synthèses dont elles ont besoin pour leur croissance. Il existe plus de 500 espèces de levures, mais seulement une petite partie de celles-ci est considérée comme ayant une importance commerciale, parmi elles, celle utilisée dans la fabrication de la levure boulangère Saccharomyces cerevisiae  qui est naturellement présente dans l’air et peut se déposer sur la paroi des végétaux ou sur les aliments. En absence d’air, elle tire l’énergie nécessaire à sa vie du processus de fermentation panaire. En présence d’air, elle réalise des réactions de respiration et se multiplie abondamment. Ce processus est exploité lors de sa production industrielle.
La mélasse   est la matière première essentielle pour la production de la levure, c’est un sous-produit des sucreries. La mélasse présente pour la levure une source de carbone, sa préparation (88% betterave + 12% canne) consiste à une dilution, clarification, stérilisation et refroidissement.

Dilution : La mélasse brute passe à 20°C vers une grande cuve dont la capacité est de 15 m3 dans deux canalisations, l’une pour la betterave et l’autre contient la canne, on ajoute de l’eau chaude à 65°C.On injecte par la suite, la vapeur par une électrovanne pour élever la température à 70°C.en fin, on mélange le tout grâce à un agitateur ; on parle d’une mélasse diluée (MD) dont la température est de 70°C. Clarification : La mélasse diluée passe ensuite dans un clarificateur (figure 6) où elle est centrifugée. Cette étape consiste à éliminer les colloïdes et les boues, ce qui permet d’éviter le colmatage des échangeurs utilisés lors de la stérilisation de la mélasse. A la fin, la mélasse diluée et clarifiée est stockée dans des cuves MDC à une température de 70°C.

Stérilisation : La stérilisation est l’opération où la mélasse (MDC) est mise en contact direct avec la vapeur d’eau pendant un moment déterminé et une pression convenable. La température de stérilisation est de 120 à 130 °C pendant 2 à 3 min selon le débit de mélasse. Ensuite elle passe dans un échangeur à plaque (MDC)_(MDCS) afin d’être refroidie. Refroidissement : Avant d’être utilisée dans la fermentation, la MDCS passe dans des refroidisseurs, qui sont des échangeurs à plaques mélasse / eau froide. Le chauffage de l’eau de refroidissement provoque la formation du calcaire et risque un colmatage des plaques de l’échangeur, d’ici vient la nécessité d’utiliser le poly-phosphate dans la décalcification.

Préparation des sels nutritifs :
L’urée, sulfate d’ammonium et le mono ammonium phosphate offrent pour les levures les sources d’azote et du phosphate dont elles ont besoin au cours de sa fermentation leurs préparations comprennent seulement une dilution.
 Fermentation :
A partir d’une souche soigneusement sélectionnée, on obtient une cellule de “Saccharomyces cerevisiae” cette dernière est inoculée dans un ballon appelé Van Lear à une température inférieure à 5°C, contenant un milieu nutritif pour favoriser la première multiplication. Après 24 heures, les levures obtenues sont inoculées dans une autre verrerie nommée Carlsberg à une température de 28°C puis on les laisse 24 heures sous agitation pour l’aération de la levure. On obtient ainsi une quantité de levure suffisante pour passer à l’échelle semi industriel qui se déroule dans une cuve de 800 litres, en ajoutant cette fois la mélasse et les sels nutritifs ainsi qu’une quantité d’air (O2)

Le processus se poursuit dans un pré-fermenteur bien nettoyé par la soude à une température de 90 °C et rincé à l’eau. Avant le refoulement du volume de 800L, le milieu doit être préparé par les éléments suivants : la cuve est remplie par le volume d’eau nécessaire, on ajoute le sulfate de magnésium, les vitamines, l’eau de javel pour la désinfecter et l’acide sulfurique pour ajuster le pH. La mélasse, le sulfate d’ammonium et le mono ammonium phosphate sont ajoutés graduellement au cours de la pré-fermentation selon les besoins de la levure. L’air aussi est apporté graduellement avec le temps, suivant la concentration de la levure dans le milieu.

A la fin de la fermentation on obtient un mout qui servira à ensemencer le fermenteur avec un milieu nutritif bien spécifier et après 18 à 20 heures de fermentation, on obtient la levure mère qui va subir une séparation puis un stockage. La levure mère obtenue va encore servir à la fermentation, par un ensemencement pour donner naissance à une levure commerciale. e- Station de séparation :
Le moût est un mélange de levure, d’eau et du reste de la mélasse, ce qui nécessite une séparation. Cette opération est effectuée dans une salle de séparation qui contient des séparateurs , à la fin de l’opération on obtient une crème qui contient de la levure pure celle-ci 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 au nettoyage des cellules et la régulation de la matière sèche.La société LESAFFRE utilise des filtres rotatifs (figure 10) à tambour d’une grande surface pour une meilleure filtration. On ajoute de la saumure (Na Cl +H2O) à la crème, on aura donc une différence de concentration entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule de la levure, ce qui favorise une diffusion de l’intérieure vers l’extérieur. On met une pré-couche d’amidon, dissoute dans l’eau, sur des filtres d’épaisseur 2 à 3cm. Cette pré- couche permet de filtrer la levure et faire passer uniquement l’eau.

Station d’emballage :
La société produit deux types de levure : La levure fraîche : la levure sous forme de patte tombe dans des trémies où elle est mélangée avec une huile de vaseline avant de passer dans la boudineuse, puis elle est pressée pour obtenir un pain de levure, ce dernier est découpé en portions de 500g à l’aide d’un fils en inox connecté à une cellule photoélectrique.

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Présentation de la société et Procédé de fabrication de la levure
1- Présentation de la société
a- Group LESAFFRE
b- LESAFFRE au Maroc
c- Organigramme de l’entreprise
2- Procédé de fabrication de la levure
a- Présentation du microorganisme
b- Préparation de la mélasse
c- Préparation des sels nutritifs
d- Fermentation
e- Station de séparation
f- Station de filtration
g- Station d’emballage
Chapitre II
a- Qu’est-ce que le séchage ?
b- Pourquoi sèche-t-on des produits agro-alimentaires ?
c- Le séchage au sein de la société, comment ça se passe ?
1- Le bilan thermique
a- Définition
b- Démonstration
2- Elaboration du bilan thermique
a- Energie de vapeur
b- Energie de vaporisation
Chapitre III : Les pertes énergétiques
1- Introduction
2- Pertes de levure sèche
3- Pertes en énergie de vapeur
a- Bilan thermique au niveau du service séchage
b- Pertes fioul
4- Pertes en énergie électrique
5- L’optimisation des pertes
a- Généralités sur le « Diagramme D’ISHIKAWA »
b- Application du diagramme d Ishikawa
c-Interprétation du diagramme d’Ichikawa
d-Solutions pour l’optimisation des pertes
Conclusion

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