Traitement thermique micro-onde de jus de fruits : modélisation couplée des transferts de chaleur, écoulements et inactivation enzymatique

par Mirian tiaki KANEIWA KUBO

Projet de thèse en Génie des Procédés, Environnement, Agroalimentaire

Sous la direction de Lionel Boillereaux.


  • Résumé

    L'un des principaux défis de l'industrie des jus de fruits est de parvenir à l'inactivation enzymatique sans endommager les aspects sensoriels et nutritionnels du produit. Dans la recherche de procédés qui minimisent les dommages, la technologie de chauffage par micro-ondes s'est avérée être une bonne alternative aux procédés thermiques conventionnels. En raison du chauffage volumétrique, le micro-onde peut permettre la réduction du temps de traitement et une meilleure maintenance des caractéristiques sensorielles. Cependant, seulement quelques investigations concernant l’étude mathématique de l'application de micro-ondes dans les denrées alimentaires liquides afin d’inactiver les enzymes ont été rapportées. Le chauffage par micro-ondes et son transfert de chaleur sont influencés par plusieurs facteurs, tels que la composition alimentaire et la géométrie de l'emballage. Ainsi, le but de ce projet est d'évaluer, numériquement et expérimentalement, l'utilisation de micro-ondes pour inactiver les principaux enzymes trouvés dans les jus de fruits et de légumes (pectine-méthylestérase, polyphénoloxydase et peroxydase) en utilisant des systèmes modèles d’aliments liquides conditionnés dans différents récipients. Le développement d’un modèle couplant la cinétique d'inactivation enzymatique avec le transfert de chaleur due à des micro-ondes et son conséquent écoulement de fluide sera réalisé en utilisant un logiciel commercial. Les données théoriques seront validées expérimentalement. En se basant sur les résultats obtenus, une condition optimale sera proposée pour le traitement par micro-onde du système modèle de jus.

  • Titre traduit

    Thermal process of fruit juices using microwave : mathematical modeling of the heat transfer, fluid flow and enzyme inactivation


  • Résumé

    One of the major challenges of the juice industry is to achieve enzyme inactivation without harming the sensory and nutritional aspects of the product. In the search for processes that minimize damages the microwave heating technology has proved to be a good alternative to conventional thermal processes. Due to volumetric heating, the microwave can allow the reduction of processing time and the improved maintenance of sensory characteristics. However, few studies concerning mathematical study of the application of microwave heating in liquid foodstuffs with the purpose of inactivating enzymes have been reported. The microwave heating and its heat transfer are influenced by several factors, such as the food composition and geometry of the package. Therefore, this project aims to evaluate, numerically and experimentally, the use of microwaves for inactivation of the main enzymes found in fruit and vegetable juices (pectinmethylesterase, polyphenoloxidase and peroxidase) in model systems of liquid foods packaged in different containers. The development of a model coupling the enzyme inactivation kinetics with the heat transfer due to the microwaves and the consequent fluid flow will be carried out using commercial software. The numerical data will be validated experimentally. Based on the obtained results, the optimum condition will be proposed for processing of model juice using microwave technology.