Valorisation de la production agricole mexicaine par préservation et séchage par autovaporisation instantanée : cas du piment vert

Valorization of Mexican agriculture by preservation and drying by instant autovaporization : case of green pepper

• Auteur / Autrice : Carmen Tellez Perez
• Direction : José Gerardo Montejano Gaitan, Václav Sobolík
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 14/05/2013
• Etablissement(s) : La Rochelle en cotutelle avec Instituto tecnólogico y de estudios superiores (Monterrey, Mexique)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement
• Jury : Président / Présidente : Karim Allaf
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anaberta Cardador Martinez, Sandra Teresita Martin del campo, Sabah Mounir
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fethi Aloui, Farid Zerrouq

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détente instantanée contrôlée

Capsicum

Aliments surgelés

Aliments -- Séchage

Mots clés libres

Séchage

Congélation

Autovaporisation

Modélisation et piment

Drying

Freezing

Autovaporization

Modeling and pepper

Résumé

Le principal objectif de ce travail de recherche est de contribuer à la définition et optimisation de procédés traditionnels de séchage et congélation des piments, afin de valoriser ces produits tout en gardant leur qualité. Dans le cas du procédé de séchage, l’étude fondamentale des principaux phénomènes de transferts qui se produisent pendant cette opération, ainsi que l’identification des processus limitant, ont montré que malgré la simultanéité temporelle des processus de transfert de matière et de chaleur, leur action couplée sur l'élément moteur de l'opération est de type de causalité en série. C'est ainsi que, lors du séchage par entraînement du produit, le transfert de matière interne correspond au phénomène limitant. De cette manière, afin d’intensifier l’opération de séchage, le procédé « swell drying », couplage du séchage par air chaud à la technologie de Détente Instantanée Contrôlée (DIC), a été étudié. L’application du procédé « swell drying » sur les piments, a permis d’améliorer les cinétiques de séchage à travers l’augmentation de la diffusivité effective de l’eau et l’accessibilité initiale de la surface des produits. De même, grâce à la nouvelle structure expansée, ce procédé a permis d’augmenter la durée de vie des produits secs à travers la réduction de l’activité de l’eau et l’augmentation de la surface spécifique. Par ailleurs, les propriétés fonctionnelles (habilité de réhydratation et capacité de rétention d’eau) et les propriétés nutritionnelles (contenu d’antioxydants et capacité antioxydant) ont été aussi améliorées. Dans le respect du procédé de congélation traditionnel, et pour l’intensifier, une étape de séchage partiel, suivi du traitement DIC avant la congélation a été proposée. Ce couplage a permis d'augmenter l’extraction des antioxydants ainsi que leur capacité antioxydante, en état plus remarquable dans le cas de flavonoïdes. Finalement, avec ces résultats, il peut être conclu que le procédé DIC couplé au séchage par convection et à la congélation peut jouer un rôle important pour la valorisation et transformation des piments.

The present research work had as main objective to contribute to the comprehension, development and improvement of the traditional drying and freezing process applied to peppers. In the case of drying process, the fundamental study of the main transfer phenomena occurred during hot air drying and the identification of the limiting process, showed that even if there exist simultaneity of the four processes of heat and mass transfer, the whole process take place in causality series. Therefore, it has been highlighted the internal mass transfer as the mainly limiting process. In this manner, with the aim to intensify the drying operation, the “Swell drying” process, the hot air drying coupling to the Instant Controlled Pressure Drop (DIC process) was studied.The application of “swell drying” process on peppers, allowed enhancing the drying kinetics by increasing the effective diffusivity of water and the starting accessibility at the surface of the products. Furthermore, thanks to the new expanded structure, this process allowed to increase the shelf life of products by decreasing their water activity and increasing their specific surface area. Moreover, the functional properties (ability of rehydration and water holding capacity) and nutritional properties (antioxidant content and antioxidant capacity), were also improved. Regarding the freezing process, in order to intensify it, a stage of partial dehydration followed by the DIC treatment was inserted previous freezing. This coupling of processes, allowed to increase the antioxidant extraction and the antioxidant capacity of the products, being special important for flavonoids. Finally, with these results it can be concluded that the DIC process, coupling to traditional drying and freezing could play an important role on the valorization and transformation of peppers.