Multi-scales approach for the technological knowledge of durum wheat semolina transformation in couscous
Approche multi-échelles pour la maîtrise technologique de la transformation de la semoule de blé dur en couscous
Résumé
Few technical and scientifical researches have been driven on couscous grains production. Design, innovation and production of grains at an industrial scale, are made through a «relative» empiricism. This thesis deals with the four unit operations for the production of couscous grains based on durum wheat semolina: agglomeration, rolling, cooking and drying. The experimental approach has been conducted with pilot and laboratory equipment's. The multi scale approach «product-process-processus» rely on contributions studies coupled with semolina particles reactivity with the addition of water and thermo-hydro-mechanical process factors. The approach includes fundamental sciences (physic of granular matter), process engineering and food sciences. Couscous agglomerates are characterized by their morpho-granulometric properties (size and circularity), compactness and water content. Mechanisms of structuration of the couscous grains are studied via the hydro-textural approach. A study of the agglomeration operation allows understanding process and formulation effects (contribution of the physical and physico-chemical characteristics of durum wheat semolina) on structuration mechanisms of wet agglomerates of couscous. A study on rolling operation is realized by a monitoring of agglomerates characteristics (before and after rolling) and by a matrix analysis in order to understand the role of the apparatus in the function of agglomeration and classification. Kinetic studies during cooking and drying are described by rheological measurements, water transfer and chemical reactions in the couscous grains. This work have also allowed studying the agglomeration feasibility of the couscous grains by an « innovative » process for the area, in a fluidized bed equipment.
La production de grains de couscous a fait l'objet de peu de recherches techniques et scientifiques. Le design, l'innovation et la production de grains à l'échelle industrielle s'appuient encore sur un « relatif » empirisme. Le travail de thèse porte sur l'ensemble des quatre opérations unitaires pour la transformation de la semoule de blé dur en grains de couscous : l'agglomération, le roulage, la cuisson et le séchage. L'approche expérimentale a été menée avec des équipements pilote en laboratoire. L'approche multi-échelles « produit-procédé-processus » repose sur l'étude des contributions couplées de la réactivité des particules de semoule avec l'ajout d'eau et des facteurs thermo-hydro-mécaniques des procédés. L'approche intègre les sciences fondamentales (physique des milieux granulaires), le génie des procédés et les sciences des aliments. Les agglomérats de couscous sont caractérisés par des critères relevant de propriétés morpho-granulométriques (taille et circularité), compacité et teneur en eau. Les mécanismes de structuration de la semoule de blé dur en agglomérats de couscous sont étudiés via l'approche hydro-texturale. Une étude de l'opération d'agglomération permet d'appréhender l'effet du procédé et de la formulation (contribution des caractéristiques physiques et physico-chimiques de la semoule de blé dur) sur les mécanismes de structurations des agglomérats humides de couscous. Une étude sur l'opération de roulage est réalisée par suivi des caractéristiques des agglomérats (avant et après roulage) et par une analyse matricielle afin d'appréhender la fonction d'agglomération et de classification de l'appareil. Les études cinétiques à la cuisson et au séchage sont décrites par des mesures rhéologiques, de transferts d'eau et de réactions chimiques au sein des agglomérats de couscous. Les travaux ont permis d'étudier la faisabilité de l'agglomération de grains de couscous par un procédé « innovant » pour la filière, le lit fluidisé.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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