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Mécanismes de formation de l’interface au cours du procédé de séchage : approche multi-échelles appliquée aux poudres alimentaires
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Edité par CCSD -
"Mécanismes de formation de l'interface au cours du procédé de séchage : approche multi-échelles appliquée aux poudres alimentaires" L’opération de séchage est une des étapes clés de la transformation laitière : à l’heure actuelle, 50% de l’extrait sec laitier collecté est transformé en poudre, ce qui permet de stabiliser les produits séchés par élimination de l’eau disponible et de faciliter leur transport et leur stockage par accroissement de leur teneur en matière sèche. Un des objectifs majeurs dans ce domaine est d’accroître la maîtrise des performances des opérations unitaires impliquées par l’établissement de liens formels entre propriétés des concentrés laitiers mis en oeuvre (assimilables à des colloïdes en milieu dense), paramètres de conduite des procédés et propriétés fonctionnelles des produits pulvérulents obtenus. La maîtrise de cette opération suppose donc d'avancer sur des questions fondamentales d'intérêt majeur ce qui permettra en retour d'aller vers des produits mieux ciblés et des procédés plus sûrs et plus respectueux de l'environnement. Sur cette base, ma thématique au sein de l’UMR STLO est de développer la compréhension du comportement des colloïdes laitiers et des phénomènes mis en jeu dans des gammes de concentration similaires à celles rencontrées dans les procédés de concentration et séchage. L'idée est d'utiliser les données de caractérisation des protéines (globulaires ou micellaires) en milieu dense pour comprendre et développer des modèles de type mécanistique prédictifs des performances des opérations en termes de productivité et de propriétés des produits obtenus (composition, structure, propriétés physiques et à terme fonctionnelles). Afin de pouvoir répondre à cette question générale de recherche, plusieurs pistes ont d’ores et déjà été développées selon quatre axes principaux : 1) Etude du processus de transformation des gouttes en grains de poudre, qui vise principalement à découpler la complexité du phénomène de séchage via une approche multi-échelles en s’intéressant spécifiquement à l'impact de la matière 2) Compréhension et maîtrise des propriétés finales des poudres laitières, notamment l’évolution des propriétés au cours d’un stockage imposé par la chaîne logistique, afin d’identifier à terme des itinéraires respectueux vis à vis de l’expression de ces propriétés 3) Maîtrise du procédé de fabrication pour améliorer les propriétés fonctionnelles des poudres, en essayant de comprendre comment la conduite des procédés affecte le comportement et les propriétés des ingrédients, et en retour comment les caractéristiques et propriétés de ceux-ci modifient les performances et l’impact environnemental des opérations 4) Mécanismes de la structuration des films protéiques à l’interface air-eau via des méthodologies complémentaires, afin d’obtenir des éléments d’information à plusieurs échelles sur le comportement de modèles de protéines globulaires à l’interface air–solution. Cette thématique me permet d’apporter les compétences physiques acquises au cours de ma thèse et de renforcer l’approche pluridisciplinaire par des collaborations avec des laboratoires de la physique de la matière molle. De plus, grâce à des collaborations avec des industriels laitiers, plusieurs pistes de réponse ont déjà été développées. Nous avons ainsi eu l’opportunité de mobiliser des outils conceptuels de la physicochimie des interfaces et de la physique de la matière molle afin de les mettre à profit dans le cadre d’une démarche d’innovation produit. Les perspectives de mon activité de recherche vont se focaliser principalement sur une meilleure compréhension du comportement de la matière dans un état concentré et des propriétés qui en découlent. Bien que ces derniers points représentent les perspectives à court terme, un travail à plus long terme sera nécessaire pour comprendre et appliquer ces connaissances en intégrant l’approche produit – procédé – fonctionnalité.
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