Solutions d’échange de chaleur pour 5 produits alimentaires difficiles
Les traitements thermiques, tels que la pasteurisation, le chauffage et le refroidissement, interviennent dans la fabrication de nombreux produits alimentaires et boissons. Bon nombre de ces traitements font appel à des échangeurs de chaleur, mais les fabricants doivent tenir compte de plusieurs facteurs lorsqu’ils choisissent l’échangeur de chaleur adapté à leur procédé, notamment les propriétés physiques du produit lui-même. Dans cet article, nous examinons cinq des produits alimentaires les plus difficiles à traiter thermiquement, ainsi que les solutions d’échangeurs de chaleur qui aident les fabricants à les traiter correctement.
1. MATIÈRES TRÈS VISQUEUSES
Les aliments très visqueux, notamment les beurres de noix et autres produits à base de graisse, peuvent être presque solides à basse température. Cela pose un certain nombre de problèmes, l’un d’entre eux étant de déplacer physiquement le produit dans l’échangeur de chaleur. Il faut également éviter que le produit n’encrasse la surface de l’échangeur de chaleur (ce qui réduit l’efficacité thermique) et veiller à ce que la température soit homogène dans l’ensemble de l’échangeur.
Le beurre de noix peut être l’un des produits les plus difficiles à chauffer, à refroidir ou à pomper, et c’est pourquoi un échangeur de chaleur rotatif à surface raclée (SSHE) est nécessaire. La série HRS RHD a été spécialement conçue pour ces produits difficiles. Combinant l’action éprouvée de la tige de raclage rotative de notre échangeur de chaleur standard de la série R avec un moteur plus grand et des tiges de raclage plus grandes, ainsi que des supports de montage supplémentaires, la série RHD est équipée pour traiter même les produits alimentaires les plus difficiles.
2. PRODUITS CONTENANT DES PIÈCES
La difficulté, lorsqu’il s’agit de morceaux de produit, est de s’assurer que le mélange se déplace à travers le processus à une vitesse constante (pour garantir le maintien des températures correctes pendant la durée requise) sans endommager l’intégrité physique du produit. Ce type de produit peut contenir aussi bien de petits légumes coupés en dés que de gros morceaux de fruits. De nombreux fabricants traitent également une gamme de produits à l’aide du même équipement, ce qui signifie que les lignes de traitement doivent être flexibles et capables de traiter des produits durs et mous (tels que les légumes-racines et les baies) de différentes tailles.
Pour ce type de produit, la série Unicus d’échangeurs de chaleur réciproques est parfaite. Les racleurs hydrauliques à commande séparée sont disponibles dans une gamme de modèles et sont entièrement contrôlables, de sorte qu’une variété de produits peut être déplacée doucement mais efficacement à travers l’échangeur de chaleur, fournissant un transfert de chaleur rapide et efficace sans endommager l’intégrité du produit.
3. PRODUITS PRÉSENTANT DES DÉFIS THERMIQUES
Certains ingrédients, comme les œufs ou le chocolat, sont très sensibles à la température et doivent être traités à des températures précises pour éviter d’endommager le produit. L’œuf liquide, par exemple, est extrêmement délicat car les protéines de l’œuf sont plus sensibles à la chaleur que celles d’autres produits, comme le lait ou les jus. En effet, le blanc et le jaune d’œuf sont des composants distincts dont la composition et le comportement sont différents. Lorsqu’ils sont mélangés, ils interagissent mutuellement : le blanc d’œuf est dénaturé à 58°C tandis que le jaune d’œuf est dénaturé à 65°C.
C’est pourquoi la pasteurisation de l’œuf liquide peut avoir un certain nombre d’effets indésirables, notamment la formation d’un gel et le ramollissement du jaune d’œuf, la dénaturation irréversible des protéines ou la modification de l’aspect du produit. Si elle n’est pas effectuée correctement, la pasteurisation thermique peut réduire la teneur en protéines, modifier les caractéristiques physiques telles que la texture et la couleur, et augmenter la viscosité du produit.
Il est donc essentiel de choisir le bon régime de pasteurisation et le bon équipement pour minimiser et prévenir ces effets indésirables. En fonction de la manipulation requise, les échangeurs de chaleur à tubes ondulés ou les SSHE (comme la série HRS Unicus) sont idéaux pour traiter les œufs liquides et les autres produits à base d’œufs.
De même, le tempérage du chocolat est extrêmement difficile. Sans un contrôle strict de la température, les cristaux formés sont de tailles différentes et le chocolat obtenu « fleurit », avec un aspect mat et une texture cireuse.
Sans tempérage, il est impossible d’obtenir le « craquement » caractéristique du chocolat et sa finition brillante. Un autre problème est que le chocolat tempéré se solidifie rapidement lorsqu’il refroidit. Il est donc important de maintenir une température de travail jusqu’à ce qu’il soit moulé ou coulé dans sa forme finale.
La série R de HRS a été utilisée avec succès pour tempérer le chocolat à des fins commerciales. Le système utilise trois échangeurs de chaleur rotatifs à surface raclée de la série R en série : le premier augmente la température de 19°C, le deuxième la refroidit de 2°C et le dernier échangeur de chaleur l’augmente à nouveau, ce qui permet de transporter le chocolat et de le travailler ailleurs. Ce système est également beaucoup plus rapide que le tempérage traditionnel par lots.
4. PRODUITS DÉLICATS
De nombreuses sauces et certains produits laitiers tels que la crème épaisse doivent être manipulés avec délicatesse afin d’éviter qu’ils ne se fendent ou ne se cisaillent, tandis qu’un contrôle minutieux de la température est nécessaire pour éviter la création de saveurs indésirables, telles qu’un goût de brûlé.
Les sauces à base de tomates, les sauces blanches, la mayonnaise, la sauce béchamel, la sauce pesto et les vinaigrettes sont autant d’exemples de produits pour lesquels les échangeurs de chaleur traditionnels à plaques ou tubulaires peuvent facilement brûler ou congeler le produit en raison de leur nature statique. Les échangeurs de chaleur utilisés dans la production de sauces doivent également fonctionner avec des fluides à haute viscosité et préserver les particules présentes dans les aliments sans les briser.
Une fois de plus, la solution consiste à utiliser un SSHE à mouvement alternatif, doux mais thermiquement efficace, tel que la série HRS Unicus. Cela permet d’augmenter ou d’abaisser rapidement la température du produit tout en maintenant la pression et l’agitation physique à un niveau bas pour éviter d’endommager le produit.
5. MATÉRIAUX TRÈS DENSES
Dans le monde entier, l’utilisation d’échangeurs de chaleur pour traiter la viande désossée mécaniquement (MDM), la boue de viande et les composants des viscères suscite un intérêt croissant. L’un des avantages des échangeurs de chaleur est qu’ils permettent d’obtenir des produits de meilleure qualité, à moindre coût et avec moins de déchets et de consommation d’énergie que les méthodes traditionnelles de chauffage et de refroidissement de la viande désossée mécaniquement.
Beaucoup de ces produits ont un fort potentiel d’encrassement (ce qui limite le transfert de chaleur), mais nécessitent également une manipulation délicate pour préserver leur intégrité. En outre, leur nature épaisse signifie qu’il peut être difficile d’atteindre la température requise tout au long du matériau. Cela est dû à un phénomène connu sous le nom de « slugging », par lequel un canal de matériau plus chaud se déplace au centre du produit, tandis que le matériau à la paroi du tube ne bouge pas. Si l’agent de refroidissement est suffisamment froid (par exemple, -5°C ou moins), il y a un risque que le produit à la paroi du tube gèle, tandis que le matériau au centre n’est pas suffisamment refroidi.
La série HRS RHD a été utilisée commercialement pour maintenir les viscères de viande et autres matières similaires en dessous d’une température spécifiée de 4°C. Les modifications apportées dans le cadre de ce projet ont consisté à adapter la configuration du racleur interne pour obtenir les performances nécessaires et à mettre en place une boîte de vitesses robuste pour supporter les couples plus élevés requis pour maintenir le produit en mouvement. La série RHD assure un mélange parfait dans l’échangeur de chaleur, ce qui permet d’éviter les bourrages.
Certains développeurs d’échangeurs de chaleur ne proposent pas de solutions pour certains produits alimentaires en raison des défis qu’ils posent en termes de manipulation physique et thermique. Cependant, HRS Heat Exchangers a passé les quarante dernières années à se spécialiser dans le développement d’échangeurs de chaleur et de systèmes de traitement pour ces produits les plus difficiles. Par conséquent, nos solutions ont été installées dans le monde entier pour traiter des produits alimentaires tels que les beurres de noix, les dés de légumes, les compotes de fruits, les œufs, le chocolat, la crème et le fromage, les sauces et la bouillie de viande.
Pour savoir comment HRS peut vous aider à chauffer, refroidir, pasteuriser, stériliser ou traiter vos produits alimentaires et boissons difficiles, veuillez contactez-nous aujourd’hui.