Génie alimentaire et biologique

But du cours

• L’objectif de ce cours est d’initier les étudiants aux principes fondamentaux du génie des procédés appliqués à la transformation des ressources biologiques. Il vise à faire comprendre comment transformer une matière première en un produit fini sûr et stable, en maîtrisant les transferts d’énergie et de matière, ainsi que l’impact de ces opérations sur la qualité nutritionnelle et sanitaire de l’aliment.

Acquis d'apprentissage visés

• Identifier et justifier le choix d’une opération unitaire dans une ligne de production agroalimentaire.

• Quantifier l’impact d’un traitement thermique sur la population microbienne (calcul de la valeur pasteurisatrice ou stérilistarice) et sur les caractéristiques nutritionnelles, sensorielles, etc....

• Établir un diagramme de fabrication complet intégrant les flux de matière et si possible les points critiques (CCP).

• Etudier des opérations de réduction de taille ou de mélange et d’agitation.

• Analyser expérimentalement une cinétique de croissance (fermentation) et de mortalité (pasteurisation).

Prérequis

• Biologie/Microbiologie : Structure des micro-organismes et bases de la croissance bactérienne.
• Physique/Chimie : Notions de température, chaleur, pression et bilans de masse simples.
• Mathématiques : Utilisation des fonctions logarithmiques et exponentielles, lecture de graphiques.

Programme

1. Conception de process agroalimentaire et hygiène : méthodologie de diagramme de fabrication : étapes, flux, points critiques et intégration des protocoles de nettoyage/désinfection.

1. Étude des transformations de l’aliment : évolution des propriétés nutritionnelles, sensorielles et microbiennes selon les procédés.

1. Procédés à basse température et ambiante (Froid : Réfrigération vs Congélation (cristallisation, cinétiques). - Mécanique : Broyage, tamisage, mélange et homogénéisation (énergie consommée, efficacité)

1. Procédés thermiques et impact biologique: - Blanchiment, pasteurisation : transferts de chaleur. - Cinétiques de destruction : Notions de D, z et valeur pasteurisatrice, stérilisatrice (VP, VS). - Conséquences sur la sécurité sanitaire, les propriétés nutritionnelles, les enzymes et la durée de vie (DLC/DDM).

1. Travaux Pratiques : TP 1 : Cinétique de Fermentation en Batch : Suivi de la croissance microbienne (biomasse, substrat) et calcul du taux de croissance. - TP 2 : Pasteurisation et Décroissance Microbienne : Traitement thermique d’un échantillon inoculé, dénombrement et calcul de la réduction décimale.

Modalités d'évaluation

2 Ecrits (2h/2h) + 1 rapport TP

Bibliographie

• Mafart, P., & Béliard, E. (2011). Génie industriel alimentaire - Tome 1 : Les bases du génie des procédés. Lavoisier.
• Jeantet, R., et al. (2021). Génie des procédés appliqué à l'industrie agroalimentaire. Lavoisier.
• Brennan, J. G., & Grandison, A. S. (2012). Food Processing Handbook. Wiley-VCH.
• Collection de Techniques de l'Ingénieur.