7/30/2019 Conservation - Lyophilisation

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TABLE DES MATIRES

L Y O P H I L I S A T I O N...............................................................................................2

Historique.........................................................................................................................2

Le procd........................................................................................................................2Lyophilisateur..................................................................................................................4

Figure 10 Lyophilisateur chez Lyo-San......................................................................4Figure 12 Lyophilisateur chez Air Liquide.................................................................5

Aliments lyophiliss.........................................................................................................5Dure de conservation et rhydratation...........................................................................5Avantages.........................................................................................................................6Inconvnients...................................................................................................................6Comparaison entre lyophilisation et dshydratation........................................................6

R F R E N C E S...........................................................................................................7

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L Y O P H I L I S A T I O N

Historique

La lyophilisation est une mthode de conservation des aliments. Selon certaines sources,les Indiens des Andes auraient t les premiers utiliser un procd semblable celui quiest connu aujourdhui. Ces Indiens produisaient plusieurs varits de pommes de terre etils les conservaient en les immergeant dans leau glace puis en les laissant sedshydrater grce laltitude et au soleil. Effectivement, une altitude leve, la pressionpartielle de la vapeur deau est trs faible, car lair est trs sec et trs froid. Leausvapore donc plus basse temprature qu une altitude normale. Le froid intensecongle donc les aliments en surface puis le soleil chaud provoque le schage. Ils avaientdonc une lyophilisation de surface. Ce serait, en quelque sorte, la mthode rudimentairede la lyophilisation.

Le procd industriel que nous utilisons aujourdhui tait autrefois appelcryodessiccation en raison de la phase initiale de conglation. Le terme dessiccationsignifie quon dessche le produit et cryo signifie froid en grec. La cryodessiccationa t invente en 1904 pas des physiciens franais. Ce nest quen 1943 que le professeurAlexander Fleming proposa le terme lyophilisation, qui vient des termes luen ou solvantetphilen ou ami, en grec.

Lindustrie alimentaire et lindustrie pharmaceutique sont les principaux utilisateurs de lalyophilisation.

Le procd

La lyophilisation, aussi appele schage froid, est un procd qui consiste retirer leaudun aliment afin de le rendre stable la temprature ambiante et de faciliter saconservation. On peut dcomposer la lyophilisation en trois tapes principales :

1. CONGLATION2. DESSICATION PRIMAIRE OU SUBLIMATION3. DESSICATION SECONDAIRE OU SCHAGE FINAL

Il faut toutefois noter quil y a parfois une tape prliminaire la lyophilisation, soit larduction en poudre ou pure des aliments et des mdicaments. Comme vous leconstaterez dans les prochaines pages, la lyophilisation est trs coteuse. De plus, ilexiste un principe de base qui dit que plus le rapport surface/volume est grand, plus unproduit chauffera et schera plus efficacement. En rduisant le produit en pure ou enpoudre et en le plaant en couche mince sur une plaque, le temps de schage est rduit,diminuant simultanment le cot dnergie reli au schage. On peut cependantlyophiliser des fruits ou des lgumes en petits morceaux ou en tranches.

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1. CONGLATIONLa premire tape consiste congeler les aliments pour que leau quils contiennent soittransforme en glace. La temprature doit rester plus basse que -20 C tout au long duprocessus de lyophilisation.

2. DESSICATION PRIMAIRE OU SUBLIMATIONLtape suivante permet la sublimation de la glace. La sublimation est un principephysique simple. Cest le passage dune substance de ltat solide ltat gazeuxdirectement. On dessche donc laliment ou le produit en le mettant sous vide : la glacedevient de la vapeur et elle est rcupre.

Le diagramme de phase de leau reprsente la phase de leau selon la temprature et lapression telle quexprime par la figure suivante.

http ://www.chm.ulaval.ca/chm19640/materiel_cours/notes_cours/equilibres_de_phases/phadia_eau.htmlFigure 8 Diagramme de phases de leau

Au point eutectique (point triple), il y a quilibre entre les trois phases. Cest le point III,

en vert fonc. Le diagramme est un peu plus complexe que ce que lon explique. Il sagitde se reprsenter la zone en vert fonc par un point pour mieux le comparer audiagramme suivant qui montre les tapes de la lyophilisation.

3. DESSICATION SECONDAIRE OU SCHAGE FINALCette dernire tape dbute lorsque toute la glace est sublime. Les aliments sont alorsschs. La temprature slve spontanment une fois que toute leau a t sublime. Une

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temprature variant entre 20 et 70 C pendant deux six heures permet damener unehumidit rsiduelle entre 2 et 8 %.

Lyophilisateur

Contrairement un dshydrateur, un lyophilisateur est un appareil complexe. Il doit trecapable de produire du froid (pour congeler et piger leau), faire du vide (pour sublimerleau), produire du chaud et transfrer lnergie au produit. On ne peut donc paslyophiliser la maison.

La figure 10montre les lyophilisateurs utiliss et conus chez Lyo-San, une compagniequi fabrique des plats lyophiliss pour le plein air. Chacun des lyophilisateurs estconstitu dun rservoir cylindrique muni de tablettes. Cest sur ces tablettes que sontdposs les plateaux contenant les produits lyophiliser. Les portes ont jusqu 6 cm

dpaisseur pour rsister la pression cause parla mise sous vide pour sublimer.

www.lyo-san.caFigure 10 Lyophilisateur chez Lyo-San

Limage que lon peut voir ci-contre est unecoupe transversale dun lyophilisateur. Lapompe vide est situe sur le dessus dulyophilisateur. De plus, elle est centre parrapport aux plateaux, qui eux, sont de chaquect des plaques chauffantes. Sous lesplateaux se trouvent le ventilateur et lesbatteries froides.

http://www.calixo.net/braun/procedes/sechage/lyophilisation.htmFigure 11 Coupe transversale du

lyophilisateur

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Voici un autre modle de lyophilisateur. Ceux-ci sont utilisspar lindustrie pharmaceutique Air Liquide et sont fabriqus parla compagnie Usifroid (www.usifroid.com), qui est un chef defile.

www.airliquide.comFigure 12 Lyophilisateur chez Air Liquide

Aliments lyophiliss

La lyophilisation peut tre utilise pour la grande majorit des produits alimentaires.Voici une liste non exhaustive des principaux produits lyophiliss : le cafen poudre, lecacao en poudre (la compagnie Nestl), certains fruits et lgumes, des sachets desoupes et de sauces, des yogourts, des plats cuisins pour le plein air et pour lesastronautes.

La NASA a t lun des premiers consommateurs de ces produits. Les astronautes ontbesoin dune nourriture de bonne qualit et les navettes spatiales sont limites en ce quiconcerne le poids et le volume.

La compagnie Lyo-San uvre tout prs de chez nous Lachute, depuis 1983. Elle a mis sur le march des produitssemblables ceux utiliss par la NASA. Lyo-San produit descultures lactiques, destines la fabrication maison deyogourts, de fromage tartiner et de crme sre. La photonous montre un des mets cuisins destins aux amateurs deplein air. Ces mets sont constitus daliments lyophiliss. Cesproduits ont t dvelopps en collaboration avec OdileDumais, une spcialiste en nutrition sportive et de plein air,et sont commercialiss sous la marque de commerce OutdoorGourmet Plein Air.

www.lyo-san.caFigure 13 Aliments Lyo-San

La lyophilisation demeure une mthode de conservation en plein dveloppement.

Dure de conservation et rhydratation

La conservation des aliments lyophiliss peut durer plusieurs annes. Lemballage sousvide (non ncessaire sur de courtes priodes) permet de conserver des vitamines (A, C etB) qui se dtriorent lair ambiant. Les emballages opaques permettent de conserver lavitamine B12 qui est trs sensible la lumire.

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http://www.usifroid.com/http://www.airliquide.com/http://www.lyo-san.ca/outdoor.htmlhttp://www.lyo-san.ca/outdoor.htmlhttp://www.lyo-san.ca/http://www.usifroid.com/http://www.airliquide.com/http://www.lyo-san.ca/outdoor.htmlhttp://www.lyo-san.ca/outdoor.htmlhttp://www.lyo-san.ca/

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La rhydratation des aliments lyophiliss est beaucoup plus facile que pour des alimentsdshydrats. La structure poreuse des aliments qui ont t lyophiliss rend larhydratation possible avec de leau froide ou chaude, et ce, en quelques minutes.Laspect organoleptique comprend le got, lodeur, la couleur, laspect visuel et la

consistance de laliment. La lyophilisation est une des meilleures mthodes de schagepuisquelle conserve ces caractristiques organoleptiques.

Avantages

Le principal avantage de la lyophilisation est que laliment garde sa structure etses saveurs comparativement au schoir commercial.

La rfrigration nest pas ncessaire pour conserver les aliments lyophiliss. Le poids des aliments est aussi diminu par la lyophilisation. Cest un avantage

pour le transport. La rhydratation des aliments lyophiliss se fait trs rapidement car ils ont une

texture trs poreuse.

Inconvnients

Cest une mthode trs coteuse. Il faut environ 1500 kWh dnergie pourliminer une tonne deau. De plus, les installations (dont le lyophilisateur) sonttrs dispendieuses.

cause des cots, la gnralisation aux produits courants est impossible.Cependant, la lyophilisation est utile pour les aliments qui composent les repaspour les randonnes pdestres ainsi que pour la nourriture des astronautes.

Il faut faire attention la conservation de ces aliments lyophiliss, car ils captentfacilement lhumidit de lair. Il faut souvent utiliser des emballages atmosphrecontrle (sous vide).

On peut traiter les aliments qui sont en gros morceaux, mais ils ncessitent tropdnergie produire, donc leur vente est trs coteuse. La lyophilisation est donclimite aux aliments en poudre ou en trs petits morceaux.

Comparaison entre lyophilisation et dshydratation

Dshydratation Caractristiques LyophilisationOui, trs accessible Accessibilit de la mthode Pas vraimentPeu coteux Cots relis la mthode Trs coteuxMoyenne Efficacit Assez bonneJusqu quelques mois Dure de conservation Jusqu quelques annesChange souvent de couleur,de texture et de got

Aspect du produit final Trs prs de laliment frais

Prends plusieurs minutes, Temps de rhydratation Quelques minutes, mme

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dans une eau trs chaude dans une eau tide

R F R E N C E S

Schage froid

DUMAIS, Odile (1999)La gastronomie en plein air, Qubec Amrique, Montral,p. 148-149.

ROUX, Jean-L. (1994) Conserver les aliments, Comparaison des mthodes et destechnologies des aliments, Technique et Documentation Lavoisier, Paris, p. 436-456.

Agriculture et agroalimentaire Canada,Le schage? Pas si aride, 2003http://res2.agr.gc.ca/crda/pubs/art13_f.htm

Compagnie Lyo-San, 2003http://www.lyo-san.ca

Compagnie Usifroid, 2003http://www.usifroid.com

Diagramme de phase de leau, Cours de chimie Thermodynamique et cintique,Universit Laval, 2003http://www.chm.ulaval.ca/chm19640/materiel_cours/notes_cours/equilibres_de_phases/phadia_eau.html

Gnie alimentaire,Lyophilisation, 2003http://perso.wanadoo.fr/jose.braun/sechage/lyophilisation.htm

Site du groupe Air Liquide, 2003http://www.airliquide.com

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http://res2.agr.gc.ca/crda/pubs/art13_f.htmhttp://www.lyo-san.ca/http://www.usifroid.com/http://www.chm.ulaval.ca/chm19640/materiel_cours/notes_cours/equilibres_de_phases/phadia_eau.htmlhttp://www.chm.ulaval.ca/chm19640/materiel_cours/notes_cours/equilibres_de_phases/phadia_eau.htmlhttp://perso.wanadoo.fr/jose.braun/sechage/lyophilisation.htmhttp://www.airliquide.com/http://res2.agr.gc.ca/crda/pubs/art13_f.htmhttp://www.lyo-san.ca/http://www.usifroid.com/http://www.chm.ulaval.ca/chm19640/materiel_cours/notes_cours/equilibres_de_phases/phadia_eau.htmlhttp://www.chm.ulaval.ca/chm19640/materiel_cours/notes_cours/equilibres_de_phases/phadia_eau.htmlhttp://perso.wanadoo.fr/jose.braun/sechage/lyophilisation.htmhttp://www.airliquide.com/