Brevet FR3020244A1 — publié le 20151030

PROCEDE DE TRAITEMENT THERMOMECANIQUE DESCRIPTION Domaine technique La présente invention se rapporte à un traitement thermomécanique de produits destinés à l'alimentation en vue d'en améliorer les propriétés, notamment en capacité de digestion, et répondre simultanément à des multiples critères de qualité. La présente invention trouve ses applications principalement en alimentation animale et dans quelques aspects particuliers d'alimentation humaine et cinétique. Etat de la technique Il existe de nombreux procédés pour l'obtention de produits destinés à l'alimentation, en particulier l'alimentation animale. Quelques uns de ces procédés visent en général l'obtention de produits alimentaires broyés et/ou décontaminés dont la digestibilité est améliorée. D'autres peuvent être optimisés afin de réduire voire éliminer complètement les volatils de type pesticides, insecticides, etc. ou l'hexane et les autres solvants (dé- solvatation). Des procédés de séchage cherchent à réduire la génération des mycotoxines et des aflatoxines, alors que des procédés thermiques envisagent la réduction des allergènes. Ces divers procédés interviennent généralement à différentes étapes et la possibilité d'améliorer leur performance ou la qualité des produits finis est réalisées indépendamment les unes des autres et généralement de manière successive. L'amélioration des propriétés fonctionnelles, principalement sur le plan de la digestibilité, est réalisée à travers des opérations de broyage et d'agglomération. Cependant, la dureté des grains limite souvent ces opérations à un simple concassage. Cette opération permet également de modifier les propriétés rhéologiques des farines. La présence de microorganismes, surtout sous forme de spores, nécessite quant à elle une étape additionnelle de décontamination. Celle- ci utilise généralement un courant de vapeur à haute température. Cependant, ce traitement implique un manque d'homogénéité réduisant de ce fait son efficacité en termes de sécurité alimentaire. Un traitement thermique classique, de type UHT, n'a généralement qu'un effet partiel. Un traitement alternatif par rayonnement gamma n'est ni possible ni souhaitable dans le cas de cycle de préparation d'aliments à l'échelle industrielle. Les méthodes conventionnelles de désodorisation et surtout d'élimination des traces de solvants (tourteaux d'oléo-protéagineuses) et/ou d'insecticides ou de pesticides sont actuellement très peu performantes essentiellement en raison du principe du paradoxe des transferts couplés de vapeur et de chaleur. Or la présence d'hexane résiduel dans les tourteaux rend dangereuse voire impossible l'utilisation de ces produits dans l'alimentation. Le stockage des graines partiellement séchées conduit souvent à la génération d'aflatoxines qui sont des métabolites secondaires produits par Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus et Aspergillus nomius, sur une large gamme de température d'environ 13 à 45°C, dès la présence d'humidité, et rend dangereuse voire impossible l'utilisation de ces produits dans l'alimentation. Les opérations de traitement thermomécanique par Détente Instantanée Contrôlée (DIC) ont été étudiées dans le cas de nombreux produits (végétaux, algues, viande, fruits de mer, poissons, etc...). Elles ont montré une grande efficacité dans le cas de nombreuses opérations de texturation facilitant le broyage et générant une poudre à granules expansés ; la très grande surface spécifique ainsi obtenue améliore considérablement la digestibilité et donc la qualité nutritionnelle des divers composés des aliments végétaux (céréales, protéagineux, légumineuses, luzerne, etc...), ainsi que les propriétés technologiques des farines. L'étude des opérations de DIC a également permis de définir une décontamination homogène et très efficace, et de conduire à l'intensification du séchage, grâce à une auto-vaporisation particulièrement rapide et efficace. De par sa capacité de détruire les microorganismes et de faciliter le séchage, la DIC permet de lutter efficacement contre la génération de mycotoxines et d'aflatoxines. En outre, une influence favorable sur les fibres devrait accroitre leurs propriétés sur la digestion. Il existe donc un réel besoin d'un procédé de traitement thermomécanique de type DIC amélioré palliant les défauts, inconvénients et obstacles de l'art antérieur, en particulier d'un procédé permettant d'aboutir à des produits dans lesquels sont couplés et combinés de façon très efficace et très homogène l'ensemble des objectifs souhaités, pour un impact technico-économique significatif. Description de l'invention Dans ce but, les Inventeurs ont mis au point un procédé de traitement multicritères, ci-après dénommé procédé ADeMuz, fondé sur un traitement DIC mais faisant appel à des conditions opératoires optimisées en fonction des différents objectifs de qualité recherchés. Ainsi le procédé ADeMuz a été mis au point en vue d'assurer un effet multicritère de décontamination, texturation, plus grande digestibilité, séchage plus aisé, prévention contre la formation d'Aflatoxines, broyage plus simple et plus homogène, réduction de présence de solvants, insecticides et pesticides en tant que molécules volatiles, e/ou réduction d'allergènes. L'utilisation du procédé ADeMuz permet notamment une modification des propriétés rhéologiques de pâtes de farines. Le procédé ADeMuz a donc pour objectif d'aboutir à un maximum d'efficacité avec une réduction de la durée de traitement et de la consommation énergétique. Il permet également de préserver voire d'augmenter la qualité nutritionnelle et la digestibilité des produits traités, souvent en augmentant la surface spécifique, la porosité et le comportement du produit traité. Ainsi le procédé ADeMuz conduit à un phénomène d'alvéolation (texturation) du produit traité se traduisant par un gonflement. En outre, le procédé ADeMuz permet d'améliorer la cinétique de séchage (swell-drying) et de faciliter le broyage. Ainsi le séchage peut être réalisé de manière plus efficace et plus rapide, à des températures plus basses ; ce qui rend possible l'absence d'une étape de refroidissement et limite donc les risques de dégradation des produits traités. Le procédé ADeMuz permet également de conduire à la prévention contre la formation d'Aflatoxines et de réduire voire d'éliminer les solvants, les insecticides, les pesticides volatiles et/ou les allergènes. Il est à noter que la combinaison des effets thermiques et mécaniques du procédé ADeMuz conduit à un niveau de décontamination homogène, à un taux supérieur par rapport aux procédés de décontamination classiques (e.g. de type UHT), et préservant la qualité des produits traités. Pour ce faire, le procédé ADeMuz comprend plusieurs étapes contrôlées de mise sous vide, de compression et de détente instantanée généralement vers le vide. Ledit procédé ADeMuz peut s'appliquer à des aliments pris indépendamment les uns des autres ou en mélange (e.g. céréales, oléagineux, protéagineux, farine animale, luzerne, divers légumes et autres végétaux, poissons et déchets de poisson, divers types de viance, etc...). La présente invention a donc pour objet un procédé de traitement thermomécanique d'un produit comprenant les étapes suivantes : a) mise dudit produit dans une enceinte de traitement sous une pression de 0,2 à 1,5 MPa et une température de 100°C à 200°C ; b) réalisation d'une détente instantanée de l'enceinte de traitement vers le vide. Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, ledit procédé peut comprendre en outre une étape de retour à la pression atmosphérique qui pourra contribuer au refroidissement forcé des produits traités dont la température a pu atteindre 100°C à 200°C lors de l'étape a). Selon un mode particulier du procédé de l'invention, l'étape a) dure de 10 secondes à 10 minutes. Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, l'étape a) est réalisée par vapeur d'eau saturée, de faible siccité ou 25 surchauffée. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite enceinte de traitement comprend plusieurs capteurs de pression et/ou de température assurant la possibilité d'un pilotage automatique contrôlant les séquences de pressurisation et de dépressurisation. 30 Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, l'élévation de la température à l'étape a) est réalisée par microondes. Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, l'élévation de la pression à l'étape a) est réalisée par air ou gaz chaud sous une pression supérieure à la pression d'équilibre de l'eau du 35 système. Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, la détente instantanée de l'étape b) est opérée vers une pression de 1 kPa à 80 kPa. Ceci entraîne un refroidissement du produit traité, et une auto-vaporisation du produit nettement plus importante (séchage et expansion). Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, la détente instantanée de l'étape b) se fait à une vitesse de détente supérieure à 0,5 MPa/s. Par exemple, la détente instantanée est réalisée en 10 à 200 ms. L'instantanéité dans l'instauration du vide final conduit à une plus grande force d'expulsion du solvant chargé de soluté hors du solide. Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, les étapes a) et b) sont réalisées n fois ; n étant un entier compris entre 1 et 30, de préférence entre 1 et 15. Selon un mode de réalisation particulier du procédé de l'invention, ledit procédé comprenant en outre une étape initiale a') de mise sous vide de l'enceinte de traitement. Ceci permet de favoriser une surface de contact maximum entre la vapeur et le produit à traiter. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif. La présente invention a également pour objet l'utilisation du procédé de l'invention pour améliorer les propriétés rhéologiques de pâtes de farine (i.e. comportement de déformation et d'écoulement sous l'effet de sollicitations extérieures lors du pétrissage, de la mise en forme, etc...). Ainsi les propriétés rhéologiques sont améliorées du fait que l'action des protéines est exacerbée du fait qu'elles sont plus disponibles ; ce qui a pour conséquence par exemple que les pâtes levées développent d'avantage que les pâtes laminées et ont une meilleure tenue avec une meilleure machinabilité.30 EXEMPLES Exemple 1 : Application du procédé ADeMuz à la luzerne Le procédé ADeMuz a été appliqué à la luzerne selon des conditions de pression de vapeur d'eau allant de 2 à 11 bars, et des temps de traitement de 15 à 45 secondes. Plus précisément, l'opération a concerné une quantité de 15 kg de matière première. L'optimisation multi critères a conduit à l'utilisation d'une pression de 8 bars, l'application d'une température de traitement de 178°C durant 25 secondes, réalisée en 3 cycles. Les critères d'o timisation et résultats sont Drésentés ci-dessous : Critère Amélioration identifiée Décontamination Passage de 105 à 1 en flore totale Texturation Taux d'expansion de 120% à 190% Digestibilité In vitro, 90% de digestibilité en 25 min Séchage Passage de 25% db à 3% db en 25 min, à 65°C Broyage 3 minutes dans moulin à café Homogène Surface spécifique x2,5 Extraction Diminution de la quantité de solvant nécessaire Diminution du taux de pesticide et d'insecticide Réduction des molécules volatiles Allergènes Nette réduction des allergènes REVENDICATIONS1. Procédé de traitement thermomécanique d'un produit comprenant les étapes suivantes : a. mise dudit produit dans une enceinte de traitement sous une pression de 0,2 à 1,5 MPa et une température de 100°C à 200°C; b. réalisation d'une détente instantanée vers le vide. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape a) est réalisée par vapeur saturée, de faible siccité ou surchauffée. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étape a) dure de 10 secondes à 10 minutes. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élévation de la température à l'étape a) est réalisée par microondes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élévation de la pression à l'étape a) est réalisée par air ou gaz chaud sous une pression supérieure à la pression d'équilibre du système. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la détente instantanée de l'étape b) est opérée vers une pression de 1 à 80 kPa. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la détente instantanée de l'étape b) se fait à une vitesse de détente supérieure à 0,5 MPa/s. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les étapes a) et b) sont réalisées n fois ; n étant un entier compris entre 1 et 30. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ledit procédé comprenant en outre une étape initiale a') de mise sous vide de l'enceinte de traitement. 10. Utilisation du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour améliorer les propriétés rhéologiques de pâtes de farine.