L’importance de la cuisson par extrusion
La cuisson des aliments est une opération quotidienne dans les environnements domestiques et commerciaux.
Lors de la cuisson, la chaleur est utilisée pour préparer les aliments à la consommation.
Il existe plusieurs raisons d’avoir recours à la cuisson, mais principalement, la cuisson rend les aliments plus digestibles.
Cette digestibilité améliorée signifie que les calories et les nutriments contenus dans les aliments sont plus facilement absorbés par les humains et les animaux.
À un niveau industriel, de grandes quantités d’aliments doivent être cuits, dans un délai le plus court possible, tout en maintenant des normes adéquates de sécurité alimentaire de haute qualité.
À ces fins, l’application de la technologie d’extrusion dans le procédé de cuisson est tout à fait appropriée.
L’extrusion peut être décrite comme un procédé continu de mixage et de pompage d’une matière.
Lorsque le cisaillement et la chaleur (et dans certains cas, la pression) sont appliqués dans le procédé de mixage, l’extrudeuse peut être utilisée pour cuire la matière.
Le procédé d’extrusion est généralement effectué dans une extrudeuse qui se compose essentiellement d’une vis rotative logée dans un cylindre (ou chambre de compression).
Figure 1.
Extrudeuse à vis unique
Le flux de matière à travers l’extrudeuse est généralement restreint en plaçant une matrice à l’extrémité de refoulement de l’extrudeuse (voir Figure 1).
Dans certains cas, d’autres éléments de restriction (tels que des blocage de vapeur) sont également placés le long de la vis de l’extrudeuse.
Ces restrictions du flux de matière agissent pour augmenter le temps de rétention de la matière dans l’extrudeuse et provoquent une accumulation de pression le long de l’extrudeuse.
La pression s’accroît depuis l’entrée jusqu’à la sortie.
Du fait que les matières tendent naturellement à s’écouler en aval le long d’un gradient de pression, l’accumulation de pression force la matière à se décharger vers l’entrée de l’extrudeuse.
D’autre part, la rotation de la vis de l’extrudeuse « fait glisser » la matière depuis l’entrée vers la sortie.
Le jeu entre l’écoulement vers l’avant et l’écoulement par pression arrière détermine le débit net de matière et amène l’extrudeuse à fonctionner entre les deux valeurs extrêmes de débit de pression zéro (refoulement ouvert) à une extrémité, et un refoulement bloqué où le débit par pression est égal à l’écoulement vers l’avant à l’autre extrémité (voir Figure 2).
Pour obtenir un débit net dans l’extrudeuse, l’énergie mécanique transmise à la tige de vis doit être suffisante pour surmonter le débit entraîné par la pression arrière.
Figure 2.
Pression par rapport au débit d’une extrudeuse à vis simple typique
La technologie de cuisson par extrusion combine essentiellement l’extrusion et la cuisson en une seule opération.
La chaleur du processus de cuisson peut provenir de sources externes (en chauffant le cylindre de l’extrudeuse ou en injectant directement de la vapeur dans le cylindre) ou elle peut être générée in-situ par la dissipation frictionnelle/visqueuse de la puissance mécanique utilisée partiellement ou presque en totalité pour la rotation de la vis de l’extrudeuse.
Les extrudeuses Insta-Pro sont conçues de telle sorte que toute la chaleur requise pour la cuisson par extrusion soit fournie à travers la dissipation visqueuse de l’énergie mécanique transmise à la vis de l’extrudeuse.
L’avantage de cette approche est qu’elle supprime le besoin d’un équipement supplémentaire et des utilitaires nécessaires pour l’approvisionnement en chaleur provenant de sources externes.
La cuisson par extrusion offre les principaux avantages suivants :
- Il s’agit d’un processus continu qui par conséquent s’adapte à des débits élevés et à l’automatisation
- C’est un processus polyvalent qui peut être utilisé pour une grande variété de produits en modifiant simplement les conditions de fonctionnement et la configuration de la vis.
- L’extrudeuse est une machine relativement compacte qui par conséquent a un très faible encombrement.
- C’est un processus de courte durée et à haute température (HTST).
Un domaine majeur où la cuisson par extrusion est de plus en plus pratiquée est celui de la transformation des graines de soja en farine et en huile de soja.
La nature HTST du processus détruit les enzymes indésirables et les facteurs anti-nutritionnels qui réduisent la durée de conservation, génèrent des odeurs désagréables et réduisent la digestibilité des protéines, tout en conservant la qualité des principaux nutriments présents dans le soja.
Il est aussi admis que le processus de l’extrusion facilite la rupture de la structure cellulaire du soja, ce qui permet d’obtenir l’huile contenue à l’intérieur.
Cela permet d’augmenter les rendements en huile lors d’une pression mécanique de la farine de soja extrudée.
