Modélisation des effets thermiques sur une suspension de granules d'amidon

par Arnesh Palanisamy (Arnesh)

Projet de thèse en Génie des procédés

Sous la direction de Denis Flick, Marco Ramaioli et de Paul Menut.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2015-....) , en partenariat avec GENIAL - Ingénierie Procédés Aliments - UMR AGROPARISTECH/INRA (laboratoire) et de institut des sciences et industries du vivant et de l'environnement (AgroParisTech) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-04-2019 .


  • Résumé

    L'amidon est largement utilisé dans l'industrie alimentaire comme épaississant, tout en fournissant de l'énergie aux consommateurs. On le trouve dans une variété de céréales ou de tubercules; il consiste en un polysaccharide qui, sous sa forme native, se présente sous forme de granules denses, c'est-à-dire de particules plus ou moins sphériques dont le diamètre est de quelques micromètres. Lorsqu'elle est soumise à un traitement thermique en excès d'eau, la structure physico-chimique des granules d'amidon peut changer de manière notable. La conséquence principale est la 'gélatinisation' de l'amidon, en ce sens que les granules gonflent: leur diamètre augmente tandis qu'ils deviennent des particules molles et déformables. Leur fraction volumique dans une suspension croît rapidement et les granulés gonflés finissent par occuper presque tout le volume. Cette caractéristique est fondamentale du point de vue industriel, car la transformation du produit (gonflement de l'amidon) a des conséquences sur les propriétés du produit (viscosité de l'amidon), puis sur le comportement du produit à l'écoulement dans l'unité de traitement.L'objectif de la thèse est de caractériser expérimentalement et de modéliser le gonflement des granules et la modification de leur élasticité lors du chauffage puis d'en déduire l'évolution de la rhéologie d'une suspension concentrée par modélisation par éléments discrets.

  • Titre traduit

    Modelling thermal effects on starch granule suspension


  • Résumé

    Starch is largely used in food industry as a thickener, while providing energy to consumers. It is found in a variety of grains or tubers; it consists in a polysaccharide which in its native form is found as dense granules, i.e. more or less spherical particles which diameter is in the range of a few micrometers. When submitted to a thermal treatment in excess of water, the physico-chemical structure of starch granules can change noticeably. The bulk consequence is the 'gelatinization' of starch, in the sense that granules swell: their diameter increase while they become soft and deformable particles. Their volume fraction in a suspension grows rapidly, and eventually swollen granules occupy almost the entire volume. Such a feature is fundamental from industrial perspective, because the product transformation (starch swelling) has consequences on the product properties (starch viscosity) and then on the flow behavior of the product throughout the processing unit.