Approche multi-échelles de la congélation des produits alimentaires - AgroParisTech Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2023

Multiscale approach of food freezing

Approche multi-échelles de la congélation des produits alimentaires

Résumé

Abstract : Freezing is used to increase the shelf life of foods thanks to the lowering of the temperature which reduces the kinetics of the reactions of degradation but also thanks to the solidification of water which reduces its availability for the development of microorganisms. But freezing can also be used to transform and create a desired texture in the case of products that are initially in liquid state and are consumed at frozen state, such as frozen desserts. For these foods, the problem of freezing is different since the crystals are part of the structure of the final product.My research is dedicated to the understanding of the interactions occurring at different scales between strongly coupled phenomena (heat, mass transfer and flow) during the freezing of foods. This work has been carried out since 2002 as a lecturer at AgroParistech within the UMR SayFood and within the FRISE unit. At the beginning, focused on the freezing of semi-liquid foods under shear, my work has gradually expanded to the freezing of non porous and porous solid foods.The developed approach combines laboratory and semi-industrial pilot scale experiments with modelling. The dynamics of food structuring are monitored over time thanks to the development of advanced tools allowing characterization at different scales. The phenomena are studied using a reasoned simplification approach of the studied product and/or of the developed model.The prospects of this research are to make the link between the scales : the one the food subjected to negative cold and that of its microstructure. First by the systematic experimental monitoring of markers at these scales. Then by using modelling tools to move from one scale to another. This approach will be used to deepen the understanding of the crystallization of food containing air and cells (vegetable or animal tissues).It will be applied to other types of crystallization (fats), to the study of the link between freezing and the health risk, and finally to the study of the cold chain of frozen foods.
Résumé : La congélation est un procédé qui permet d'augmenter la durée de conservation des aliments grâce à l'abaissement de la température, qui réduit les cinétiques des réactions de dégradation, et grâce à la solidification de l'eau, qui réduit la disponibilité de celle-ci pour le développement des micro-organismes. Mais la congélation intervient aussi pour transformer et créer une texture souhaitée dans le cas de produits initialement à l’état liquide et destinés à être consommés à l’état congelé, tels que les desserts glacés. Pour ces aliments, la problématique de la congélation est différente puisque les cristaux font partie de la structure du produit final.Mes travaux de recherche ont pour objectif de comprendre les interactions se manifestant à des échelles différentes entre des phénomènes fortement couplés (transfert de chaleur, de matière et écoulement) lors de la congélation des aliments. Ces travaux sont conduits depuis 2002 en tant que maître de conférences à AgroParistech au sein de l’UMR SayFood et au sein de l’unité FRISE. Au départ, centrés sur la congélation des aliments semi-liquides sous cisaillement, mes travaux se sont progressivement élargis à la congélation des aliments solides non poreux et poreux. L’approche développée combine des expérimentations à l’échelle du laboratoire et du pilote semi-industriel avec une modélisation. La dynamique de la structuration de l’aliment est suivie au cours du temps grâce au développement d’outils de pointe permettant la caractérisation aux différentes échelles. Les phénomènes sont étudiés par une approche de simplification raisonnée du produit étudié et/ou du modèle développé. En terme de perspectives, la priorité est de faire le lien entre les échelles : celle de l’aliment soumis à un froid négatif et celle de sa microstructure. D’abord par le suivi expérimental systématique des marqueurs à ces échelles. Puis par le passage d’une échelle à l’autre à l’aide de la modélisation. Cette démarche sera utilisée pour approfondir la compréhension de la cristallisation des aliments en présence d’air et de cellules (tissus végétaux ou animaux). L’approche sera aussi élargie à d’autres types de cristallisation (matières grasses), à l’étude du lien entre la congélation et le risque sanitaire, et enfin à l’étude de la chaîne du froid des aliments surgelés.
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Manuscrit HDR H. Benkhelifa 2023.pdf (7.64 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04327051 , version 1 (06-12-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04327051 , version 1

Citer

Hayat H. Benkhelifa. Approche multi-échelles de la congélation des produits alimentaires. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université paris saclay, 2023. ⟨tel-04327051⟩
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