Fiche de Presse Info. 14/02/2012

Extraire l’eau du lait

Pour les industries agroalimentaires, le séchage est une opération délicate: mal conduite, elle peut entraîner la non-conformité du produit et des pertes économiques substantielles. Les chercheurs de l’Inra ont développé un logiciel de prédiction des paramètres de séchage du lait par pulvérisation, le SD²P® (1), Spray Drying Parameters Simulation & Determination. Augmentant la productivité du procédé de séchage, le logiciel fait déjà l’objet de 19 licences à destination des principales industries laitières mondiales. Il est actuellement en phase de test dans d’autres industries alimentaires et pharmaceutiques.

Pour les industries agroalimentaires, le séchage est une opération délicate: mal conduite, elle peut entraîner la non-conformité du produit et des pertes économiques substantielles. Les chercheurs de l’Inra ont développé un logiciel de prédiction des paramètres de séchage du lait par pulvérisation, le SD²P® ¹, Spray Drying Parameters Simulation & Determination. Augmentant la productivité du procédé de séchage, le logiciel fait déjà l’objet de 19 licences à destination des principales industries laitières mondiales. Il est actuellement en phase de test dans d’autres industries alimentaires et pharmaceutiques.

Vingt-cinq pourcents de l’énergie totale consommée par l’industrie laitière produisant des poudres de lait sont utilisés pour extraire l’eau du lait. Déshydrater le lait allonge sa durée de conservation et réduit volumes et coûts de transports. Pour cette déshydratation, l’industrie laitière utilise la technique d’évaporation sous vide suivie d’un séchage par pulvérisation, dit atomisation.
Ce séchage consiste à pulvériser un produit dans un courant d’air chaud et sec avec un impact plus ou moins considérable sur la qualité des poudres laitières suivant la conduite du procédé. Mais cette extraction d’eau d’un produit agro-alimentaire est un procédé délicat : mal réalisé, il dénature des propriétés organoleptiques du produit. Or il n’existe pas à ce jour de méthodes permettant de déterminer précisément a priori les paramètres de séchage pour des produits laitiers. La plupart des industriels laitiers ont acquis empiriquement ces connaissances en déterminant a posteriori les paramètres de fonctionnement. Mais ces essais sont complexes, coûteux et doivent être reconduits pour chaque nouveau produit.
Afin que ce procédé puisse gagner en productivité (quantité de poudre produite par heure) et en qualité, il est devenu nécessaire de modéliser la manière dont les concentrés, en fonction de leurs propriétés physico chimiques et thermodynamiques, s’évaporent et sèchent.
Pour répondre au besoin de l’industrie, l’Inra, en collaboration avec la laiterie de Montaigu, étudie depuis dix ans ces transferts d’eau au cours du séchage. A l’aide d’un système expérimental original, l’équipe a déterminé les différentes vitesses d’élimination d’eau au sein du produit.
Ces recherches ont abouti à la mise au point en 2005 d’une méthode couplée à un logiciel. Modélisant les principaux paramètres du procédé selon les caractéristiques des fractions concentrées (interaction eau-constituants) à sécher, le logiciel prévoit son comportement au séchage avec une précision sur les températures d’entrée et de sortie supérieure à 95% (de l’ordre d’un à deux degrés).
Commercialisé auprès des industries laitières en 2008, ce logiciel permet d’améliorer et d’optimiser la productivité (quantité de poudre produite par heure) du séchage de 5 à 25 % ainsi que les coûts énergétiques associés. Les principaux groupes laitiers mondiaux en sont aujourd’hui équipés : plus de 10% du volume de lait mondial en poudre transite ainsi par le logiciel de séchage le SD²P®.
Ce logiciel protégé s’adresse à l’heure actuelle à l’industrie laitière. Mais des recherches complémentaires ont validé cette démarche à d’autres produits agro-alimentaires, voire pharmaceutiques. L’équipe a notamment réalisé des expériences concluantes sur le séchage de la maltodextrine, de la gélatine, mais aussi de l’œuf, de l’alimentation animale, du sang et des hydrolysats de poissons... De nombreux utilisateurs industriels, concepteurs de tours de séchages ou chercheurs, s’intéressent aujourd’hui au développement et à l’application de ce logiciel dans d’autres domaines.

Références
Zhu P., Méjean S., Blanchard B., Jeantet R., Schuck P.
Prediction of dry mass glass transition temperature and the spray drying behaviour of a concentrate using a desorption methd.
J Food Eng. 105, 460-467 (2011)

En savoir plus sur :
http://colloque.Inra.fr/sddp2012