Observation expérimentale et modélisation de l'expansion en sortie de filière dans le procédé de cuisson-extrusion

Experimental observation and modelling of the expansion of extrudates at the die outlet in a cooking-extrusion process

• Auteur / Autrice : Djamal Bouzaza
• Direction : Jean-Marie Bouvier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Relaxation, Phénomènes de

Viscoélasticité

Rhéologie

Produits du maïs

Produits du blé

Pâtes alimentaires

Cuisson-extrusion

Résumé

L'objectif de ce travail était d'élaborer un modèle simplifié décrivant l'expansion en sortie de filière des pâtes alimentaires dans un procédé de cuisson-extrusion. Les propriétés physiques et rhéologiques de la pâte ont été mesurées en ligne. Pour caractériser l'expansion, nous avons mesuré sur les extrudés trois indices d'expansion (radial, longitudinal et volumique). Dans ce travail, nous présentons les résultats relatifs aux expansions pour différentes conditions expérimentales de la cuisson-extrusion. Plusieurs géométries de filière (diamètre, longueur) et deux matières premières (blé et maïs) ont été utilisées. L'influence des paramètres géométriques et des propriétés viscoélastiques ainsi mise en évidence permet d'aboutir à des corrélations caractérisant les expansions. Ces relations présentent un intérêt évident compte-tenu de l'importance des phénomènes rhéologiques et géométriques en jeu. Les résultats obtenus ont montré que le diamètre de la filière et le paramètre majeur régissant le mécanisme de croissance des bulles (expansion). Finalement, une étude comparative blé-maïs a été menée. Nous avons ainsi pu vérifier la validité du modèle sur les deux produits étudiés.

The aim of the study was to create a simplified model to describe the expansion of dough at the outlet of the die in the cooking-extrusion process. Physical and rheological properties of the dough were measured on line. To caracterise expansion, three indexes were measured on the expanded products (radial, longitudinal and volumic). In this work, result about expansion are presented for different experimental conditions. Several die geometries (diameter, length) and two raw materials (wheat and corn) were used. After the influence of the geometrical parameters and the viscoelastic properties has been determined, expansion were caracterised by correlations. These relations are of great interest as geometrical and rheological phenoma are very important. Results shown that the die diameter has the greatest effect on the bubble growing mechanism. Finally, a comparison was performed between wheat and corn. It showed the validity of the model for two different raw-materials.