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MOULIN À PAROLES

Cuisson-extrusion bi-vis : propriétés d’expansion d’extrudés de maïs en fonction de la vitesse de rotation des vis et du niveau de cisaillement dans la filière

01/07/2010
Pablo GRANDA, Roberto CASTILLO, Bernard LAUNAY, Camille MICHON
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Le procédé de cuisson-extrusion permet la transformation en continu de la semoule de maïs et la fabrication de produit très aérés, secs et aux caractéristiques sensorielles qualifiées de « croustillantes ». Ce procédé extrêmement efficace est en général piloté grâce au savoir faire des agents travaillant sur la ligne. Très étudié dans les années 80, début des années 90, comme en témoigne le grand nombre de publications, il l’est moins aujourd’hui dans le domaine alimentaire. La difficulté réside dans l’interdépendance de l’ensemble des paramètres de pilotage et de fonctionnement de l’extrudeur mais également des paramètres produit (matière première, fondu, produit fini). L’objectif de ce travail a été d’étudier aussi complètement que possible le produit, de la matière première au produit fini (teneur en eau et en matière grasse, comportement au compactage de la semoule, viscosité du fondu dans différentes conditions de cisaillement, expansion en sortie de filière, teneur en eau, degré de solubilité et degré d’absorption d’eau de l’extrudé), en mesurant les paramètres de fonctionnement de l’extrudeur bi-vis (température, pression, vitesse de cisaillement dans la filière) ceci pour 3 conditions de vitesse de rotation des vis (140, 200 et 240 rpm) et pour un débit d’alimentation de 30 kg/h. L’utilisation de la filière Rheopac développée par l’Inra de Nantes (G. Della Valle) et l’école des Mines (B. Vergnes) a permis, de faire varier la vitesse de cisaillement dans une filière plate afin de déterminer les propriétés d’écoulement du fondu tout en maintenant le débit total constant (pas de changement de vitesse de vis, ni de pression en butée ou d’impédance). Une analyse en composante principale de l’ensemble des données permet de montrer, notamment à partir du plan factoriel F1-F2 (70,1 % de l’information), que l’expansion en volume et l’expansion longitudinale sont inversement corrélées à la viscosité du fondu dans la filière et à la teneur en eau de l’extrudé mais pas à la vitesse des vis. Plus la viscosité du fondu en sortie de filière est élevée moins le produit s’expanse et plus la flash évaporation est limitée. Le comportement de la semoule lors de la compaction dans l’extrudeur influence le niveau de dégradation de l’amidon : une compaction « facile » conduit à des produits contenant de l’amidon plus dégradé (solubilit élevée). Une augmentation de la vitesse de vis conduit à des produits d'indice de solubilité (WSI) plus élevé. Le WSI est, en revanche, complètement indépendant de la vitesse de cisaillement dans la filière à même débit total de fondu, par contre les expansions en volume et longitudinales augmentent avec celle-ci, ce qui confirme le rôle prépondérant dans ce cas des phénomènes de viscoélasticité.

Article complet à lire dans la revue Industrie des Céréales numéro 168, page(s) 26-27, référence 168/26.

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