Solutions de traitement des protéines végétales
Les protéines végétales peuvent provenir de céréales, de légumineuses et de nombreux coproduits de l’industrie agroalimentaire. Les sources courantes comprennent notamment les pois, haricots, lentilles, pois chiches, céréales, drêches de brasserie, fibres de soja ou d’avoine, algues et pulpes de fruits et de légumes.
Ces matières présentent des propriétés très diverses en matière de teneur en eau, de granulométrie, de densité, d’écoulement et de sensibilité à la chaleur. Leur transformation nécessite donc des procédés adaptés pour produire des poudres stables, homogènes et faciles à utiliser, tout en maîtrisant la qualité nutritionnelle, la digestibilité et la consommation énergétique.
Hosokawa Micron propose des technologies de séchage, de mélange, d’agglomération, de stérilisation et de réduction granulométrique pour les protéines végétales destinées notamment aux substituts de viande, boissons, compléments nutritionnels et plats préparés.
Principaux paramètres de traitement
La qualité de la poudre finale dépend de l’ensemble du procédé. Les principaux paramètres à prendre en compte sont :
- la teneur initiale et finale en eau ;
- la température du produit et le temps de séjour ;
- la préservation des propriétés nutritionnelles et fonctionnelles ;
- la granulométrie et la densité apparente ;
- l’écoulement, la dispersibilité et la mouillabilité ;
- la conception hygiénique et la nettoyabilité ;
- la consommation énergétique du procédé.
Séchage, broyage et sélection
Le sécheur-broyeur DMR combine séchage, désagglomération, broyage et sélection dans une seule machine. Il peut traiter des suspensions, des boues, des pâtes, des gâteaux de filtration et des poudres humides.
La vitesse du rotor et du sélecteur, le débit d’air, le débit d’alimentation ainsi que les températures d’entrée et de sortie peuvent être ajustés en fonction du produit. Ces paramètres permettent de maîtriser le temps d’exposition à l’air chaud, la granulométrie et l’humidité résiduelle.
Le temps de séjour très court contribue à limiter la charge thermique appliquée aux protéines. Selon le produit et la configuration, la consommation énergétique du DMR peut également être jusqu’à 20 % inférieure à celle d’un sécheur annulaire par kilogramme d’eau évaporée.
Stérilisation à la vapeur
La contamination microbiologique constitue un risque important lors du traitement des protéines végétales. La stérilisation à la vapeur permet de réduire la charge microbienne dans un procédé par lots contrôlé.
Après le traitement thermique, le produit peut être séché sous vide jusqu’à la teneur en eau souhaitée. La température, le temps de traitement et la pression sont définis en fonction de la matière, de la réduction microbienne recherchée et des propriétés du produit à préserver.
Agglomération pour améliorer les propriétés de la poudre
Les poudres de protéines végétales fines peuvent être poussiéreuses, peu fluides ou difficiles à disperser dans un liquide. Un système d’agglomération en continu permet de transformer ces particules fines en granulés poreux présentant de meilleures propriétés d’écoulement, de mouillage et de dispersion.
L’ajout contrôlé de liquide, l’intensité du mélange et le temps de séjour permettent d’adapter la porosité, la granulométrie et la densité apparente. Un sécheur-refroidisseur à lit fluidisé peut ensuite stabiliser l’humidité et la structure des granulés.
Mélange homogène des protéines et autres ingrédients
Le mélangeur conique à vis Nauta® réalise un mélange doux à faible cisaillement. Il convient notamment aux protéines, fibres et autres ingrédients sensibles dont la structure doit être préservée.
Le mélangeur conique à pales offre des temps de mélange courts et permet d’incorporer des liquides. Il peut être utilisé pour homogénéiser rapidement des poudres ou appliquer un liquide sur les particules.
Le choix du mélangeur dépend notamment de la composition, de la taille du lot, du temps de mélange souhaité et de la sensibilité des ingrédients au cisaillement.
Fractionnement à sec
Le fractionnement à sec permet de séparer une matière végétale en fractions riches en protéines et en amidon sans recourir à une séparation humide. Le procédé associe généralement un broyage fin à une sélection précise par air.
La réduction granulométrique libère les différents composants de la matière. Un sélecteur à air les sépare ensuite en fonction de leur taille et de leur masse. Cette technologie peut notamment être utilisée pour produire des concentrés protéiques à partir de pois, de haricots ou d’autres légumineuses.
Exemple d’application : les protéines de pois
Lors du traitement des protéines de pois, la matière initiale peut présenter une teneur en eau d’environ 90 %. Une première séparation mécanique, par exemple par centrifugation, réduit la quantité d’eau devant être évaporée pendant le séchage.
Après cette étape, le produit peut encore contenir environ 70 % d’eau. Il peut être homogénéisé dans un mélangeur Nauta®, puis introduit en continu dans le sécheur-broyeur DMR. Celui-ci transforme rapidement la matière humide en une poudre fine dont l’humidité résiduelle peut atteindre environ 5 %, selon les propriétés du produit et les paramètres retenus.
Cette combinaison de séparation mécanique, de mélange et de séchage permet de réduire la charge imposée au sécheur et d’obtenir une poudre homogène dans un procédé continu.
Des équipements individuels aux installations intégrées
Les différentes étapes peuvent être réunies dans une installation intégrée de traitement des poudres. Celle-ci peut comprendre la réception des matières, le stockage, le dosage, le mélange, le séchage, l’agglomération, le transport et le conditionnement.
La configuration est définie en fonction de la matière première, des propriétés recherchées, de la capacité de production et des exigences d’hygiène, de nettoyage et d’automatisation.
Testez avant d’investir
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Technologies de traitement durable
Les systèmes Hosokawa sont conçus pour favoriser l’efficacité énergétique, l’optimisation des procédés et la performance à long terme. Ils contribuent ainsi à un traitement des poudres plus durable et plus économe en énergie.
