Préparation des éléments nutritifs nécessaires à la fermentation

Préparation des éléments nutritifs nécessaires à la fermentation

Procédé de fabrication de la levure

Généralité sur la levure

Les levures sont des micro-organismes eucaryotes, non photosynthétiques, chimio-hétérotrophes (qui sent leur énergie dans la dégradation de substances organiques variées), champignons à thalle unicellulaire immobiles. Le thalle de la levure est l’appareil végétatif le plus simple, sans racine ni tige, sans rameau feuillu et non chlorophyllien [1, 2, 3, 4, 5].
Les cellules apiculées ou de forme de citron sont généralement ovoïdes ou sphériques, parfois cylindriques, allongées, formes plus spécifiques : ogivales, en forme de bouteille, triangulaires ou en [2,6,7].
Leur taille est d’environ 20 µm en longueur et de 1 à 10 µm en largeur [8].Les levures sont de grande taille par rapport aux bactéries ce qui rend possible l’examen direct [3].
Figure 2: levure Saccharomyces Cerevisiae [9]

Procédé de fabrication de la levure

La production de levures de boulangerie commerciale s’effectue à partir de deux souches de levures qui vont subir une série de cultures dans des volumes de plus en plus grands. Les premières étapes de la culture sont réalisées au laboratoire dans des conditions de stérilité strictes, elles sont réalisées en ballons agités, dans un milieu nutritif riche en saccharose et d’extrait de levures, lorsque la quantité de levures est suffisante, elle servira à ensemencer un premier fermenteur de faible contenance et facilement stérilisable, cette étape, appelée culture pure, peut être renouvelée afin d’augmenter progressivement la quantité de cellules de levures, la suspension obtenue sert à ensemencer un premier fermenteur industriel, la fermentation industrielle commence, le milieu nutritif change, le saccharose et l’extrait de levures sont remplacés par la mélasse de sucrerie ou de betterave qui présente l’avantage d’être bon marché et d’être constituée des éléments essentiels à la fermentation de la levure.

Préparation des éléments nutritifs nécessaires à la fermentation

Préparation de la mélasse

La mélasse est la matière première essentielle pour la production de la levure, c’est un sous produit des sucreries.Cette mélasse est livrée par des camions puis stockée dans de grands tanks à température ambiante, et subit trois étapes de préparation avant d’être utilisée :
 Dilution:
On commence par introduire la mélasse brute (22% mélasse de la canne à sucre, 78% mélasse de la betterave) dans une cuve dont la capacité est de 15 m3, ce mélange est ensuite deux fois dilué par de l’eau chaude (environ 65°C).
 Clarification:
La mélasse diluée passe ensuite dans un clarificateur ou 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 mélasse diluée et clarifiée (MDC) est stérilisée par injection de la vapeur, l’action conjuguée de la vapeur et de la température (T°> à 120°C) provoque la dénaturation des protéines des micro-organismes et par conséquent la mort de ces derniers. Au cours de cette étape, deux paramètres sont à contrôler : la température dans le stérilisateur et le temps de contact, d’où la nécessité d’utiliser un barème (temps, température) convenable pour tuer les micro-organismes et préserver la valeur nutritionnelle de la mélasse. Cette technique consiste à un contact direct de la vapeur d’eau et la matière à stériliser pendant 2 à 3 minutes à une température allant de 120°C à 130°C.

Préparation des sels nutritifs

L’urée, le sulfate d’ammonium et le mono ammonium phosphate sont des éléments essentiels à la multiplication de la levure, du fait qu’ils présentent pour les levures des sources d’azote et du phosphate et leurs préparations comprend seulement une dilution jusqu’à l’obtention de la concentration désiréeAprès leur préparation, chaque élément sera stocké dans une cuve, dans l’attente de sa consommation lors de la phase de fermentation.

A l’échelle du laboratoire

La base de tous les produits dérivés de la levure « Lesaffre » est la culture d’une souche pure de Saccharomyces cerevisiae non génétiquement modifiée. C’est à partir de cette souche pure reçue du laboratoire central (France), la levure est d’abord ensemencée en tubes et ballons pour constituer l’inoculum contenant un milieu nutritif riche en saccharose pour favoriser la première multiplication et donc l’obtention de plusieurs cellules, après 24h les levures obtenues sont inoculées dans une autre verrerie nommée Carlsberg à une température de 28°C et on laisse 24h sous agitation pour assurer l’apport de l’O2 à la levure, La quantité de levure obtenue est donc suffisante pour être ensemencée à l’échelle semi industriel qui se déroule dans une cuve de 800 Litres mais en ajoutant cette fois-ci la mélasse et les sels nutritifs présentés par l’urée, le sulfate d’ammonium, et le mono ammonium phosphatent ainsi qu’une quantité d’air (O2).

A l’échelle industrielle

 Pré-fermentation:
L’opération de multiplication de la levure se poursuit dans un pré-fermenteur d’une capacité de 12000 Litres bien stérile. Avant le refoulement du volume de 800 Litres, le milieu doit contenir un volume suffisant d’eau, du chlorure de magnésium, l’eau de javel pour la désinfection, l’acide sulfurique afin d’ajuster le pH du milieu
La mélasse, sulfate d’ammonium et le mono ammonium phosphate ainsi que l’air sont ajoutés graduellement au cours de la pré-fermentation selon les besoins de la levure.
 Fermentation de la levure mère:
Après la pré-fermentation vient la fermentation de la levure mère dans des cuves de capacité plus importante, dont l’alimentation en mélasse et ingrédients nécessaires à la croissance dure 16 heures et on obtient une grande population de levure sous forme liquide qu’on appelle « Le mout ».
 Séparation de la levure mère:
Dès que la consommation total de la nutrition la fermentation touche à sa fin, le moût levuré est donc envoyé vers un séparateur centrifuge afin de séparer la phase solide représentée par une crème de levure de la phase liquide représentée par le moût délevuré. La crème obtenue est dirigée vers des cuves de stockage à une température de 4°C.
 Séparation de la levure commerciale:
La crème déjà séparée constitue le pied d’ensemencement pour la fermentation commerciale. Cette station comporte deux lignes de séparation en parallèles, et au niveau de chaque ligne se trouvent deux séparateurs montés en série, le premier sépare le moût délevuré de la crème et le deuxième séparateur fini le travail en mélangeant la crème avec l’eau pour éliminer le maximum du mout délevuré et éclaircir sa couleur. La crème commerciale ainsi obtenue est stockée dans des cuves de garde à une température de 4°C.
 Conditionnement:
Selon le type de produit désiré on distingue deux types:
• Levure fraîche:
Le conditionnement débute par la filtration de la crème sur des filtres rotatifs sous vide. Cette phase essentielle permet de passer d’une crème de levure à 22% de matière sèche à un gâteau de levure à 32% de matière sèche, donnant après boudinage la levure bien fiable que le boulanger recherche
Le boudin de levure pressée est découpé en bloc de 500g, qu’on enveloppe individuellement dans un papier paraffiné, après mise en carton, la levure est conservée en chambre froide afin d’être réfrigérée à cœur avant son expédition.
• Levure sèche:
Pour la levure sèche, le gâteau provenant de la filtration sous vide est mélangé avec une quantité d’émulsifiant qui sert à conserver le produit plus longtemps et donne aussi la couleur blanche caractéristique de la levure
Le gâteau obtenu est transformé en vermicelle à l’aide d’une grille de porosité connue, ensuite elle est transférée au sécheur par une conduite vibratoire afin d’éliminer le maximum d’eau restant dans la cellule sans l‘endommager, tout en augmentant le taux de matière sèche. On distingue deux types de levure sèche :
La levure sèche active : qui est sous forme de petits grains sphériques, sa durée de séchage est d’environ trois heures pour une qualité de 400kg à 500kg.
La levure sèche instantanée : qui est sous forme des bâtonnets, elle a une durée de séchage réduite, durant 20min environ pour une quantité de 1000 Kg. Elle est caractérisée par une force fermentaire supérieure à celle de la SPH.
La figure ci-dessous, résume le procédé de fabrication de la levure boulangère:

Matériel et méthodes

Introduction

Réussir à améliorer la qualité, la productivité et à inscrire durablement son entreprise dans une réelle dynamique d’amélioration continue, ne peut pas être le fruit d’un hasard. Pour atteindre ces objectifs il faut utiliser des méthodes et des outils adaptés à la situation, à l’objectif recherché et à la mobilisation des ressources de l’entreprise
Pour chaque situation, il existe un ou plusieurs outils facilitant l’atteinte des ces objectifs, car ils permettent de canaliser les efforts de tous afin d’éviter toute dispersion contre-productive. Pour réussir à mettre en œuvre des actions d’amélioration pertinentes, nous avons utilisé plusieurs outils dont nous présenterons dans ce chapitre en commençant par la méthode DMAIC, ainsi que les outils tel que le SIPOC, le diagramme Ishikawa, le diagramme Pareto et l’AMDEC.

La méthode DMAIC

La démarche DMAIC est une composante de base de la méthodologie Six Sigma. C’est une méthode de management se référant à une stratégie fondée sur des données de qualité et d’efficacité afin d’améliorer des processus existants au sein d’une entreprise. DMAIC représente un acronyme pour cinq phases interconnectés : Définir, Mesurer, Analyser, Améliorer et Contrôler (en anglais : Define Measure Analyze Improve Control), chaque étape est nécessaire pour assurer les meilleurs résultats possibles.
a. Définir : définition du problème, du périmètre étudié et des objectifs associés (en termes de performance, attente utilisateurs…).
b. Mesurer : choix des variables qui doivent être analysées et des instruments de recueil, mise en œuvre de la collecte des données.
c. Analyser : appréciation des écarts entre la situation actuelle et les objectifs fixés.
Identification des causes et des leviers actionnables pour y remédier.
d. Améliorer : inventaire, classement et choix des solutions. Mise en place des actions retenues.
e. Contrôler : définition d’un plan de contrôle de la solution mise en place, choix d’indicateurs pertinents. Le but est de se donner les moyens de corriger le plan si les résultats souhaités ne sont pas au rendez-vous.
Cette méthode utilise sur de nombreux outils comme : les « cinq pourquoi », le diagramme Ishikawa, le diagramme Pareto, la méthode des cinq S, Kaizen.

Diagramme SIPOC

Le sigle SIPOC correspond aux cinq éléments permettant d’analyser la relation client fournisseur :
• Supplier(sous-traitant ou fournisseur) : la personne ou le groupe de personnes qui fournit l’information, le produit, ou toute autre ressource indispensable au bon fonctionnement du processus.
• Input(entrées) : ce qui est apporté par le sous-traitant ou le fournisseur .
• Processus: ce qui concerne le processus, c’est-à-dire la boîte noire.
• Output(sorties) : le produit final du processus.
• Customer(client) : la personne, le groupe de personnes ou le processus qui reçoit le produit final.
Le modèle SIPOC permet de clarifier correctement le périmètre des processus. Il identifie un
ensemble d’éléments (les acteurs, les fournisseurs, les clients, les équipes). Cet outil est utilisé pour le management du changement et le management de projet.

Diagramme d’Ishikawa

Le diagramme d’Ishikawa, ou plus communément appelé « arête de poisson », est un modèle permettant d’identifier les causes possibles d’un effet perçu et, par conséquent, de mettre en place les solutions remédiant aux causes relevées.

Diagramme de PARETO

• Objectif d’utilisation:
Le diagramme de PARETO est un moyen simple pour classer les phénomènes par ordre d’importance. Ce diagramme et son utilisations ont aussi connus sous le nom de « Règle des 20/80 » Ou « Méthode de ABC ».
Les objectifs sont :
 Faire apparaître les causes essentielles d’un phénomène.
 Hiérarchiser les causes d’un phénomène.
 Evaluer les effets d’une solution.
 Mieux cibler les actions à mettre en œuvre.
• Méthodologie – Démarche :
1. Etablir les listes des données.
2. Classer les valeurs du critère étudié en ordre décroissantes.
3. Calculer le cumule de ces valeurs.
4. Calculer, pour chaque cumule le pourcentage.
5. Représenter le graphique des pourcentages cumulés.

AMDEC

Il s’agit d’un process régulier qui a pour objectif d’identifier différentes défaillances, et qui permet de les traiter avant qu’elles n’arrivent, dans le but de les supprimer en réduisant les risques associés. Il s’agit d’une méthode d’évaluation fondée sur les défaillances d’un process, d’un produit ou d’un service et qui permet d’identifier le niveau de fiabilité dudit process, produit ou service.

TRS

Le Taux de Rendement Synthétique, comme son nom l’indique, est un indicateur destiné à la mesure de rendement des équipements selon trois composantes : – La disponibilité de l’équipement
– La performance de celui-ci, en régime normal
– La qualité qu’il est capable de fournir
Chacune de ces composantes pouvant s’exprimer par un taux propre : Taux de Disponibilité, Taux de Performance et Taux de Qualité.
Le TRS correspond donc à la multiplication de ces trois taux. Chacun des trois taux étant compris entre 0 et 100%, le TRS doit donc être compris entre 0 et 100%.
La différence entre le 100% de performance et le TRS réel s’explique par les pertes de performances de l’équipement. Le TRS permet donc de décomposer et de mettre en évidence les pertes de production en différentes catégories sur lesquelles un plan d’action est mis en place.

Table des matières

Introduction 
Partie I: Revue bibliographique
1- Description de la société
1.1- Activités du groupe
1.2- Gamme de produits
1.3- Organigramme de la société
2- Procédé de fabrication de la levure
2.1- Généralité sur la levure
2.2- Le procédé de fabrication de la levure
2.2.1- Préparation des éléments nutritifs nécessaires à la fermentation
2.2.2- A l’échelle du laboratoire
2.2.3- A l’échelle industrielle. 8
Partie 2: Matériel et méthodes
1- Introduction
2- La méthode DMAIC
2.1- Diagramme SIPOC
2.2- Diagramme d’Ishikawa
2.3- Diagramme de PARETO
2.4- AMDEC
2.5- TRS
Partie 3: Résultats et discussions
I- Phase « Définir »
1- Objectifs et étapes de la phase
1.1- Définition du projet
1.2- Périmètre du projet
1.3- Charte de projet
II- Phase « Mesurer »
1- Démarche adoptée pour calculer les pertes
2- Description des trois phases de fabrication de la levure sèche
2.1- Phase avant séchage
2.2- Phase au cours de séchage
2.3- Phase après séchage
III- Phase « Analyser »
1- Diagramme Ishikawa des pertes avant séchage
2- Diagramme Ishikawa des pertes pendant le séchage
3- Diagramme Ishikawa des pertes après le séchage
IV- Phase « Améliorer »
1- Solutions au cours de séchage.
2- Solutions au cours de séchage.
3- Solutions au cours de séchage.
4- Analyse AMDEC de la ligne d’emballage ICA1.
V- Phase « Contrôler »
VI- Gain estimé
Conclusion
Références bibliographiques
Annexes

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