Des aliments propres pour les humaines et les animaux

par Kenneth W. Schwenger, président, Bakery Concepts International LLC, États-Unis

Les êtres humains et les animaux ont besoin d’une alimentation propre et sûre. Comme le dit le proverbe, “il faut commencer par la fin”.

Les céréales et les graines constituent l’épine dorsale d’une grande partie de notre approvisionnement alimentaire, qu’il s’agisse de la consommation humaine ou de l’alimentation animale. Toutefois, ces matières premières arrivent souvent dans les installations de transformation eorbées de contaminants tels que la balle, le DON, l’arsenic (dans le riz) ou la saponine (dans le quinoa). Nous n’avons qu’un contrôle limité sur ce que ces produits rencontrent avant de nous parvenir, d’où l’importance d’un traitement efficace. Si les contaminants ne sont pas éliminés ou neutralisés, ils finissent dans l’estomac des consommateurs humains ou animaux. Cette réalité impose des mesures de sécurité et d’assainissement rigoureuses, qui nécessitent des ressources importantes. Pour les directeurs d’usine et les investisseurs, la menace d’un rappel est toujours présente.

Prenons l’exemple des céréales complètes. Comment éliminer les impuretés extérieures ? Le lavage ou le trempage sont courants mais quelle quantité de ces contaminants pouvez-vous réellement éliminer ? Quel est le coût de l’eau ? Comment traitez-vous les eaux usées qui en résultent ? Ajoutez-vous quelque chose à l’eau de lavage pour renforcer le nettoyage ? Et qu’en est-il de l’espace, de l’équipement, de la main-d’œuvre et des dépenses liés à ces efforts ?

Ajout de liquide à haute pression

Il y a une trentaine d’années, une avancée a vu le jour : l’ajout d’un liquide à haute pression à des matériaux secs. Plus récemment, une chambre de mélange spécialisée est venue renforcer cette technologie. Ensemble, ils donnent des résultats impressionnants et sont aujourd’hui utilisés dans le monde entier. Développée à l’origine pour le mélange de pâte et de pâte à frire, cette approche gagne du terrain dans les secteurs de la meunerie et de la brasserie.

Le processus est simple. Toute matière sèche à écoulement libre – grains entiers, graines de moutarde, farine pectine, son, maïs concassé, gluten de blé vital, et j’en passe – est introduite horizontalement dans un tuyau vertical. Alors qu’elle tombe largement dispersée, un liquide à haute pression (à presque n’importe quelle température) la frappe à des vitesse allant jusqu’à 500 km/h. Pas besoin d’outils de mixage ni de bols. Une pompe à haute pression alimente le système, qui ne consomme que 1,5 kWh par tonne de production, contre 15 kWh par tonne pour les mélangeurs traditionnels. Dans le monde actuel axé sur le développement durable, cette efficacité énergétique change la donne. De plus, l’absence d’outils de mélange permet de réduire considérablement les coûts d’entretien et d’assainissement. Le système fonctionne en mode discontinu ou continu, ce qui offre une grande souplesse. La capacité de production varie de 3000 à 7500 kg/h à partir d’une seule machine.

Test d’humidité

Les observations suivantes sont basées sur les résultats d’essais réalisés chez AIB, Manhattan, Kansas en 2017.

Des échantillons de blé dur rouge d’hiver (12 % d’humidité) ont été testés sur l’augmentation de l’humidité avant le tempérage à l’aide d’un lavage/hydratation à haute pression.

Absorption d’eau dans des conditions ambiantes

• Une buse rotative (angle de pulvérisation de 40°, taille 0,030) a été utilisée dans une chambre de mélange de 8 cm de diamètre au point d’hydratation.
• Un test de référence a été effectué à un taux de production de 840 kg/h à 100 % d’hydratation. La pression résultante était de 120 bars.
• Le test a été répété avec un niveau d’hydratation décroissant (75 %, 50 %) avec une pression réduire (25 bars) et avec deux étapes de rinçage supplémentaires.

Résultats

Le premier résultat très évident a été la qualité du lavage. À 120 bars, l’eau de lavage semblait très sale alors que l’eau à basse pression était presque propre.

Absorption de l’eau

À partir de l’essai de référence à 120 bars, des échantillons ont été prélevés sur une période de six heures et le niveau d’humidité a été testé.

• Lors de la première étape d’hydratation, le taux d’humidité est passé instantanément de 12 % à 22,6 %, puis a augmenté lentement jusqu’à 32,7 % en l’espace de six heures.
• L’absorption initiale d’eau à 25 bars (taille de buse 0,055) était de 21,66 %. cette pression était légèrement inférieure à la pression de 120 bars.

Conclusions

Nettoyage, hydratation et trempe

• L’effet nettoyant est très intense à 120 bars. Le taux d’humidité est instantanément supérieur au taux d’humidité normal utilisé pour la trempe avant le broyage.
• Des test plus détaillés sont nécessaires pour déterminer le meilleur temps de tempérage dans ces conditions d’humidité, en fonction de la vitesse de migration de l’humidité vers l’endosperme.
• Il est très probable que le temps de tempérage sera considérablement réduit.
• Les tests indiquent également qu’un taux d’hydratation inférieur à 50 % est suffisant pour obtenir l’effet d’absorption d’eau.
• 25 bars était le taux de production le plus bas possible, limité par la faible vitesse de 4 Hz de l’alimentateur de poudre. La vitesse de l’eau calculée était encore de 192 km.h à la sortie de la buse (la vitesse de l’eau à 120 bars était de 450 km/h).
• Le niveau d’hydratation réduit a donné des niveaux d’humidité presque identiques après l’hydratation. L’hydratation la plus faible testée était de 50 %.
• L’essai avec deux étapes de rinçage n’a pas montré une plus grande absorption d’humidité.

Un autre exemple de la gamme d’applications potentielles est l’hydratation des graines de moutarde avec du vinaigre. Des graines de moutarde sèches ont été introduites par l’aspect sec de la machine en chute libre verticale. Le vinaigre a été injecté dans les graines par la pompe à liquide à haute pression et par la buse. La barrière de tension superficielle normale des graines a été instantanément vaincue et les graines ont absorbé le vinaigre en moins de 10 minutes. En comparaison, le temps de trempage normal est de 12 heures avant le passage au moulin à moutarde. Cette photo a été prise immédiatement après l’hydratation.

L’industrie brassicole bénéficie d’avantages distincts

Maltage

L’utilisation d’une pression de 100 bars pour hydrater les cultures céréalières indigènes a montré que l’absorption immédiate d’eau est triplée par rapport au même traitement sans pression. L’absorption d’eau suivante est également plus rapide. Cette méthode présente les avantages suivants :

• Les cultures sont nettoyées en profondeur; dans un processus de trempage conventionnel, les résidus à la surface sont dilués, mais ne sont pas éliminés.
• La culture étant désormais nettement plus propre à l’extérieur, il n’est pas nécessaire de l’immerger à nouveau et de remplacer l’eau. De l’eau supplémentaire pour l’hydratation peut être ajoutée par pulvérisation.
• La qualité de la bière est améliorée grâce à la réduction de l’effet de jaillissement dû au DON et à d’autres hydrophobines sur l’extérieur, suite à l’infiltration de fusarium dans le champ.
• La consommation globale d’eau et l’utilisation des eaux usées peuvent être réduites de manière significative.
• Le fait d’éviter l’immersion des cultures ne force pas le métabolisme à passer de l’aérobie à l’anaérobie. Ainsi, moins d’amidon est assimilé et le rendement est augmenté. Aucune relaxation n’est nécessaire entre les étapes.
• Le temps de germination est considérablement réduit.

L’empâtage

Dans un processus normal, le malt est ajouté à un récipient contenant de l’eau après avoir été moulu. Lorsque la poudre est immergée dans l’eau, des grumeaux se forment et peuvent empêcher la pénétration de l’eau dans l’ensemble du produit sec. Étant donné que la dégradation enzymatique de l’amidon ne se produit que dans des conditions aqueuses, le processus des amyloses est ralenti s’il y a des particules non hydratées.

Ce sont donc les avantages attendus :

• L’hydratation du malt sec élimine la formation de grumeaux et lance immédiatement la décomposition enzymatique.
• Le processus est plus uniforme et son point final est beaucoup plus net.

Le processus est plus rapide

Le traitement à haute pression des particules de son entraîne un gonflement plus intense. Par conséquent, les propriétés de filtration pendant le lautage sont améliorées, ce qui permet d’obtenir un moût plus clair.

Conclusion

Le traitement liquide à haute pression peut améliorer la qualité (matière première plus propre) à moindre coût (économies d’eau, gains de temps, augmentation du rendement) en l’appliquant pendant le maltage.

Une deuxième application pendant l’empâtage peut réduire le temps de traitement et influencer les propriétés de filtration.