Génie des procédés alimentaires 1

But du cours

Les parties traitées dans cette unité d’enseignement (génie des procédés alimentaire 1) concernent non seulement la revue de quelques concepts de base importants en procédés agroalimentaires mais aussi de présenter et décrire les opérations unitaires regroupées en fonction de la nature du transfert de chaleur et de masse qui ont lieu et ayant pour but de traiter et/ou de conserver la qualité de la matière première et le produit fini.

Acquis d'apprentissage visés

• Ces parties sont présentées et discutées avec les élèves-ingénieurs afin de comprendre, appréhender et mieux réfléchir sur le choix des opérations unitaires / des procédés et de sélectionner les équipements associés.
• Permettre une meilleure compréhension du processus pour établir le diagramme de fabrication adéquat.
• être capable de sélectionner les paramètres des opérations unitaires de traitement afin de maximiser la qualité et la sécurité du produit.

Compétences visées du niveau concerné :

• Etablir un diagramme de fabrication ;
• Sélectionner et dimensionner les équipements en fonction du produit fini cible
• Conduire un essai et contrôler le bon fonctionnement de la ligne de production

Prérequis

• Connaissances de base en mathématiques appliquées, physique, chimie, rhéologie/mécanique des fluides, transferts thermiques/massique, biochimie, microbiologie, constituants des aliments.
• Connaître les principaux pathogènes et flores d’altération des aliments.

Programme

1. Propriétés des aliments: propriétés physico-chimiques (densité, viscosité, porosité, humidité, aw et pH); propriétés biophysiques et rhéologiques (viscosité, texture, tests ou comportements rhéologiques en mode écoulement rt en mode oscillatoire (G', G'',..)); propriétés thermiques (conductivité thermique, chaleur spécifique, enthalpie, chaleur latente); propriétés électriques (conductivité électrique et diélectriques); propriétés optiques (réfraction, réflexion, absorption,...),
2. Impact de procédés sur la cinétique réactionnelle dans les aliments (cinétique de dégradations de vitamines);
3. Bilans de matière et d’énergie en régimes continu;
4. Conduction thermique (régime stationnaire, concept d’échangeur de chaleur, résistance thermique, rayon critique d’isolation), conduction dans le régime transitoire (conditions initiales et conditions aux limites dans les problèmes de transfert de chaleur, système globalisé, solides infinis, semi-infinis et finis, la fonction d’erreur), chauffage et refroidissement dans les systèmes industriels;equipements thermiques utilisés en industrie alimentaire
5. Convection thermique (introduction à la loi de Newton,convection libre et forcée, nombres adimensionnels (Reynolds,Prandtl, Nusselt, Grashof), détermination des coefficients de transfert, changements d’état)

6.connaître et appliquer les procédés de traitement et de conservation par la chaleur (appertisation, pasteurisation, transformation par déshydratation, évaporation et concentration et cuisson)

6. TP (pasteurisation, suivi de la cinétique réactionnelle sous l’effet du traitement thermique, appertisation, déshydratation, cuisson).

Modalités d'évaluation

L'UE donne lieu à une évaluation sous forme de Contrôles continus (CC) prenant en compte examens écrits et oraux, évaluations collectives (travaux de groupe: en intégrant la démarche APP, TP) et individuelle. Des livrables écrits par groupe. La note finale regroupe les notes de chaque activité avec les coefficients respectifs : NF = 2/6 CC1 + 2/6 CC2 + 1/6 CC3 (DM) + 1/6 (TP1 + TP2)

Bibliographie

• Mafart, P. (1997). Génie Industriel alimentaire, Tome 1 : procédés physiques

de conservation. Lavoisier Tech et Doc

• Mafart. P., Beliard E. (2004) Génie Industriel alimentaire, Tome 2 : techniques

séparatives. Lavoisier Tech et Doc.

• Génie des procédés alimentaires - 2e éd. - Des bases aux applications - Gilles

Trystram, Albert Duquenoy, Jean-Jacques Bimbenet

• Concepts de génie alimentaire - Procédés associés et applications à la conservation et transformation des aliments - Laurent Bazinet, François Castaigne.
• Bases du génie des procédés alimentaires - J-J. Bimbenet et M Loncin
• Collection Techniques de l’ingénieur.
• Revues et autres ouvrages (anglophones, ...).

Supports

L'UE comprend des cours théoriques, des travaux dirigés, des travaux pratiques autour d’études de cas et de travaux personnels. L'UE fait l'objet de supports d'enseignements (PPT, polycopes, tables, abaques, ...) communiqués par les enseignants.