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Amidon

Le séchage et le refroidissement des amidons natifs et modifiés sont des phases de traitement qu’Ingetecsa maîtrise depuis de nombreuses décennies. Forts de dizaines de références et d’une technologie de séchage unique, nous pouvons vous faire profiter sans attendre de tous les atouts de notre expérience.

Notre toute dernière technologie de séchage en date présente plusieurs avantages décisifs pour les applications impliquant de l’amidon, notamment :

  • Une meilleure qualité de produit – preuves à l’appui
  • Une consommation énergétique moindre permettant d’économiser jusqu’à 28% (en cas de chauffage à la vapeur)
  • Une hygiène améliorée puisqu’il n’y a pas de pièces mobiles dans la zone de séchage
  • Une fréquence d’entretien réduite et une plus grande sécurité grâce à la technologie statique
  • Un montage intégralement intérieur assorti de délais d’installation plus rapides
Native starch

 

 

L’AMIDON – PRÉSENTATION

L’amidon – du latin amylum – est un hydrate de carbone (poly
saccharide) présent en grandes quantités dans les tubercules
(pommes de terre, manioc) et les céréales (maïs, blé, riz) ainsi
que, dans une moins grande mesure, dans les légumineuses,
les fruits, les légumes et les graminées. On l’extrait de plus de
50 types de plantes. Ses molécules s’agencent d’elles-mêmes
sous forme de granules à l’intérieur de la plante, lesquels
varient en taille et en forme d’une espèce à l’autre.

Les applications les plus anciennes de l’amidon font état d’un
usage comme agent épaississant mais aussi comme agglutinant
pour les produits alimentaires. Aujourd’hui, il s’agit du glucide
le plus courant de l’alimentation humaine. L’éventail de ses
applications est très vaste. Les amidons alimentaires sont utilisés
non seulement comme épaississants mais aussi comme stabilisants.
Ce sont eux qui assurent dès lors des caractéristiques finales des
produits – par exemple leur viscosité, leur texture, la sensation
qu’ils génèrent en bouche et leur consistance.

Les applications les plus anciennes de l’amidon font état d’un usage comme agent épaississant mais aussi comme agglutinant pour les produits alimentaires. Aujourd’hui, l’amidon est l’hydrate de carbone le plus courant de l’alimentation humaine. L’éventail de ses applications est très vaste. Les amidons alimentaires sont typiquement utilisés comme épaississants et stabilisants. Ils sont responsables de la viscosité, la texture, le rendu en bouche et la consistance caractéristiques de nombreux produits alimentaires.

La méthode d’extraction des granules d’amidon dépend de l’espèce végétale dont il provient. Dans l’ensemble, la séparation de l’amidon des tubercules consiste à rompre les cellules de la plante pour libérer l’amidon. L’amidon des céréales peut être isolé par broyage humide. Ces deux groupes représentent la majeure partie des volumes d’amidon produits dans le monde. L’extraction de l’amidon des légumineuses, des fruits et des légumes s’avère plus complexe et est typiquement basée sur les techniques de broyage par voie humide.

Le processus d’extraction de l’amidon génère simultanément d’autres sous-produits (fibres et protéines, notamment). Chacun de ces flux doit être isolé des autres parce que les sous-produits sont destinés à des applications, parfois à haute valeur ajoutée, qui leur sont spécifiques.

En règle générale, l’amidon est déshydraté mécaniquement au départ d’un « lait d’amidon » pour donner un « gâteau ». Ce dernier peut être obtenu soit par pressage sur filtre, soit par centrifugation. Le « gâteau » nécessite ensuite une étape de séchage thermique pour permettre d’obtenir l’amidon séché final. Le produit fini est un amidon non modifié également appelé amidon natif.

 

 

Granules d'amidon de pomme de terre captés dans les cellules.

Séchage de l’amidon natif

Depuis les débuts modestes de notre entreprise, nous avons conçu et fabriqué du matériel destiné au séchage de l’amidon. Au départ, nous traitions principalement les amidons les plus connus, extraits de la pomme de terre, du maïs, du blé, du manioc et du riz. Au fil des années, d’autres sources d’amidon moins courantes ont connu un regain d’intérêt, comme les légumineuses (haricots, pois, pois chiches), la gomme de caroube, le yucca et même certaines plantes non alimentaires tels certains arbres (par exemple le sagoutier). Chaque amidon présente un ensemble de qualités spécifiques.

Aujourd’hui encore, la technologie de séchage industriel des gâteaux d’amidon déshydratés est souvent basée sur les séchoirs pneumatiques traditionnels. Ces séchoirs sont capables de traiter des flux de production élevés en évaporant d’importantes quantités d’eau; leur fonctionnement est relativement simple et la température du produit reste suffisamment basse pour ne pas altérer ses qualités. Une température trop élevée du produit modifierait en effet l’amidon et ses propriétés.

Un système traditionnel de séchage en flocons se compose des éléments suivants:

≡  Le système d’alimentation, destiné à acheminer le gâteau d’amidon humide jusqu’au séchoir
≡  Le réchauffeur, qui produit du gaz chaud destiné au séchage du gâteau d’amidon
≡  Le cylindre de floculation rapide, où la majeure partie de l’amidon s’assèche jusqu’à se transformer en poudre
≡  Une série de cyclones ou un filtre à manche, destiné à séparer l’amidon sec de l’air de séchage
≡  Le ventilateur d’extraction

Un séchoir pneumatique conventionnel doté d’un coude supérieur Ingetecsa soumet les particules d’amidon à des températures moins élevées et nécessite moins d’énergie.

Simplified process flow diagram of a conventional Flash Dryer for native starch

 

El secador Flash de Ingetecsa destaca por su versatilidad, su excelente tratamiento del producto y el bajo consumo de energía

Notre séchoir à flocons conventionnel équipé d'un coude supérieur et de cyclones à haut rendement.

Coude supérieur

Sur pratiquement tous les séchoirs pneumatiques conventionnels, le coude supérieur est un tuyau cintré en demi-cylindre. Il est simplement utilisé pour allonger le temps de séchage et inverser le sens du flux d’amidon. À l’intérieur du cylindre de floculation, l’air chaud et l’amidon circulent rapidement, à peu près à la même vitesse et dans la même direction, ce qui diminue l’efficacité du transfert thermique. Le coude supérieur devrait perturber le sens de transport de l’air ainsi que celui de l’amidon pour améliorer cette efficacité. Avec un tuyau lisse, l’air et l’amidon continuent à se déplacer en parallèle et le transfert de chaleur est réduit, ce qui se traduit par une efficacité moindre du séchage et une température plus élevée du produit.

Le coude supérieur d’Ingetecsa est différent. Il est conçu pour générer des turbulences en modifiant le sens et la vitesse du flux d’air et des particules d’amidon. Les différences de vitesse et d’orientation augmentent le transfert de chaleur, provoquant une nouvelle élévation de la vitesse d’évaporation. La vitesse d’évaporation plus élevée permet de conserver la fraîcheur du produit au cours du séchage. Le produit fini est donc plus frais que dans une installation dépourvue de coude supérieur Ingetecsa.
Par ailleurs, un produit fini plus frais nécessite moins de chaleur.

Nous pouvons en faire la démonstration sur nos unités d’essai.

 

Coude supérieur inefficace: l’élément coudé se contente d’allonger le temps de séchage mais n’améliore pas son efficacité.

Impact of the Ingetecsa top bend on particle quality and energy consumption

Un séchoir à flocons conventionnel doté d’un coude supérieur Ingetecsa soumet les particules d’amidon à des températures moins élevées et nécessite moins d’énergie.

 

Séchoir à flocons Ingetecsa équipé d'un coude supérieur et de cyclones à haut rendement pour l’amidon de maïs.

Chargeur excentrique

Le chargeur excentrique porte différentes appellations dans le jargon du secteur. Certains l’appellent atomiseur, d’autres le décrivent comme un chargeur en cascade ou centrifuge.

Sur un séchoir à amidon conventionnel, le chargeur excentrique est un élément dont le réglage correct impose aux opérateurs de faire preuve d’un certain « feeling ». En outre, il requiert un nettoyage relativement fréquent et implique des frais d’entretien assez élevés.

Avec l’expérience des années, nous avons amélioré le chargeur excentrique; nous avons réduit ses dimensions et considérablement diminué sa consommation électrique. Enfin, la plupart de nos chargeurs répondant aux normes de production alimentaire ne nécessitent pas plus de 2 à 3 cycles de nettoyage par an. La maintenance a quant à elle été optimisée et n’excède pas un entretien par an seulement.

 

 

Développements

Ingetecsa a commencé à utiliser un nouveau type de sécheur pneumatique à la fin du siècle dernier. Pendant plusieurs années, le feed-back et les résultats ont été excellents et nous ont poussés à l’adopter comme notre nouvelle norme pour le séchage de l’amidon natif :
le Sécheur à Spirale.

Les avantages du Sécheur à Spirale par rapport au séchoir pneumatique conventionnel sont les suivants :

≡  Meilleure qualité du produit – preuves à l’appui
≡  Consommation énergétique réduite, jusqu’à 28% (en cas de chauffage à la vapeur)
≡  Hygiène supérieure puisqu’il n’y a pas de pièces mobiles dans la zone de séchage
≡  Pas de chargeur excentrique nécessaire. Le Séchoir à Spirale fractionne le gâteau d’amidon par la seule puissance de son flux d’air.
≡  Maintenance réduite et sécurité accrue grâce à la technologie statique
≡  Montage intérieur intégral assorti de délais d’installation plus rapides

Spiral Flash Drying with Flash Cooling: proven superior product quality, compact and short installation time

 

L’amidon séché dans un Sécheur à Spirale en sort à une température inférieure de 2-3°C à celle d’un amidon séché dans un séchoir pneumatique conventionnel, ce qui non seulement améliore la qualité du produit mais réduit également l’énergie thermique indispensable au processus de déshydratation.

L’efficacité du séchage de l’amidon dans l’ensemble de la chambre de séchage est telle que le coude supérieur est devenu superflu.

Comme il n’y a plus de chargeur excentrique, il n’y a plus d’accumulation de produit qui pourrait brûler et produire des particules noires. Aucune particule noire n’a été détectée par les utilisateurs du Sécheur à Spirale.

Nos unités d’essai sont à votre disposition pour vous démontrer le bien-fondé des avantages décrits ci-dessus.

 

 

Principe de fonctionnement du séchoir pneumatique à spirale entièrement statique.

Unité de refroidissement rapide - refroidisseur à détente

Il est fréquent que nous refroidissions l’amidon séché pour le transporter jusqu’à la ligne de conditionnement. Notre refroidisseur à détente convient idéalement pour cette tâche : il transporte l’amidon tout en refroidissant le produit pratiquement jusqu’à la température ambiante. Des distances de transport jusqu’à 200 m sont parcourues sans difficultés, tant à l’horizontale qu’à la verticale, ce qui permet de convoyer le produit jusqu’au sommet d’un bâtiment pour permettre son remplissage par gravitation ou de le transporter jusqu’à une autre installation ou une zone d’emballage.

Simplified process flow diagram of a Spiral Flash Dryer with a Flash Cooler for starch

Se présentant sous la forme d’une poudre fine, l’amidon convient idéalement pour le refroidissement rapide dans un refroidisseur à détente. L’amidon séché est chargé directement dans la conduite de refroidissement au départ de la ligne de séchage, comme on peut le voir sur l’illustration à droite, le produit étant collecté dans les trémies sous les cyclones. L’amidon tombe directement dans la conduite du refroidisseur à détente via une vanne rotative; là, l’air de refroidissement emporte le produit et le transporte jusqu’à sa destination suivante.

Ce concept de refroidissement rapide est clairement illustré sur l’image de droite.

 

Le refroidisseur à détente Ingetecsa permet le refroidissement instantané et le transport de l’amidon.

 

Workshop report
Workshop report: « Drying optimisation for the sustainable development of cassava industry ».

 

 

Amidon prégélatinisé

Lorsqu’on modifie l’amidon, ses propriétés changent et de nouvelles opportunités et applications se présentent. Les modifications peuvent être apportées par la chaleur, l’ajout de produits chimiques ou l’ajout d’enzymes.

Si la modification survient à la suite d’un processus thermique en présence d’eau en grandes quantités suivi d’un séchage, on obtient un amidon prégélatinisé. Les amidons prégélatinisés conviennent pour un large éventail d’applications dans l’industrie alimentaire mais aussi dans d’autres secteurs industriels. Ces amidons sont extrêmement faciles à digérer.

La prégélatinisation confère aux amidons natifs la capacité de former une pâte en présence d’eau froide. Ils développent alors une certaine viscosité en l’absence de chaleur, ce qui signifie que le fabricant alimentaire ne doit pas précuire l’amidon. Cette propriété en fait un excellent liant pour épaissir les sauces, les roux ou les potages. Mais ce n’est là qu’une seule de ses applications.
Les amidons prégélatinisés conservent la plupart des propriétés fonctionnelles et de viscosité du matériau d’origine.

 

 

Gélification de l’amidon

Lorsque qu’on chauffe de l’amidon en présence d’une quantité d’eau suffisante, ses granules commencent à gonfler sous l’effet de leur hydratation. La poursuite du chauffage jusqu’à une certaine température brise le lien hydrogène qui lie les molécules d’amidon. La structure des granules se désintègre, ce qui permet aux molécules d’amidon de se dissoudre dans l’eau. La température à laquelle les granules d’amidon éclatent irréversiblement est appelée température de gélatinisation (ou température de prégélatinisation).

La température de prégélatinisation de l’amidon varie en fonction de plusieurs facteurs comme la plante d’origine, la quantité d’eau présente et le pH. Ces températures varient entre 58 et 80°C, même si les amidons prégélatinisés les plus usuellement utilisés se situent plutôt dans la plage 62-70°C.

 

 

Déshydratation d’un amidon prégélatinisé

Lorsque l’amidon est gélifié et s’est épaissi jusqu’à devenir une pâte visqueuse, il doit subir un processus de séchage.

À cet effet, nous utilisons le séchoir à tambour de notre partenaire Andritz-Gouda.
La pâte homogène, composée d’eau et d’amidon, est pompée dans le séchoir mono-tambour. Appliquée à la surface de ce tambour chauffant, elle est ensuite chauffée jusqu’au-delà de la température de gélatinisation. La surface du tambour est équipée de plusieurs rouleaux applicatifs dotés de lames de raclage qui assurent un malaxage correct et un temps de rétention approprié du mélange amidonné. Cette opération permet d’obtenir un taux de gélatinisation proche de 100%.

Les granules d’amidon gonflent, la liaison se brise et l’amidon se dissout dans l’eau. En quelques secondes, l’amidon est thermiquement modifié et séché conformément aux spécifications. L’amidon est devenu soluble à froid et hautement digestible.

L’amidon séché est raclé du tambour sous la forme d’un mince film qui ne nécessite plus qu’un broyage en fonction des spécifications pour pouvoir être facilement dosé suivant l’application ou le mélange final souhaité.

 

 

Easy, gentle, and hygienic drying with ANDRITZ Gouda single drum dryerAnimation: Easy, gentle, and hygienic drying with ANDRITZ Gouda single drum dryer

 

 

Séchage d’un amidon prégélatinisé modifié sur un séchoir à tambour.

Pour plus d’informations, consultez notre centre de téléchargement.
Vous y trouverez toutes les brochures reprenant des illustrations, des exemples et des détails de référence.

Si vous voulez savoir en quoi nous pouvons vous être utiles pour vos projets impliquant de l’amidon, contactez-nous. Notre équipe de traitement très expérimentée est à votre disposition pour aborder toutes vos questions.

 

 

 

Nous sommes impatients d’aborder avec vous les questions que vous vous posez.

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