Caractérisation de la qualité des produits extrudés à partir de l'analyse de leur émission acoustique : application au contrôle en ligne du procédé de cuisson-extrusion

Characterization of quality of extruded products based on the analysis of acoustic emission : application to an on line control of extrusion cooking process

• Auteur / Autrice : Nathalie Maudry-Doux
• Direction : Jean-Paul Longuemard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité -- Contrôle

Émission acoustique

Industries agroalimentaires

Cuisson-extrusion

Résumé

Le procédé de cuisson-extrusion, intéressant économiquement, est une transformation complexe et mal maitrisée ce qui nuit à sa mise en œuvre industrielle. La non reproductibilité et l'instabilité des phénomènes induisent des difficultés d'utilisation donnant lieu à un contrôle en ligne des unités de production et à des contrôles de qualité a posteriori généralement subjectifs. Cette thèse a consisté à définir, analyser et évaluer une méthode de mesure de la qualité des produits extrudés à la fois objective et temps réel. Une méthode fondée sur l'analyse du signal d'émission acoustique du produit en sortie de filière a été choisie. La démarche a été confortée par l'éclatement de bulles de vapeur d'eau en sortie de filière analogues à des résonateurs de Helmholtz. Des campagnes de mesures ont été effectuées sur une unité pilote (CLEXTRAL BC 45) de pains plats. Une chaine de mesure adaptée au signal à acquérir et aux conditions d'ambiance sévères a été spécifiée et réalisée. Le traitement des données a fait émerger le « nombre d'éclatements détectés » sur une durée d'observation de l'ordre de 3 secondes comme la méthode d'analyse des signaux la plus performante pour séparer différentes catégories de bons et mauvais produits. La corrélation avec la dureté globale du produit est de 0. 98 et celle avec la teneur en eau du mélange de 0. 95. Une courbe d'étalonnage entre « le nombre d'éclatements détectés » et la teneur en eau du mélange a ainsi pu être établie. Elle permet d'ajuster le débit d'eau ajouté sans avoir à connaitre la teneur en eau du mélange pulvérulent utilisé. La détermination de la correction quantitative à apporter au débit d'eau constitue donc un premier pas vers une loi de commande empirique. Ainsi, la méthode étudiée est novatrice et prometteuse. Non destructrice, non invasive et continue, elle s'adapte facilement au temps réel, a l'outil de production et est applicable dans un contexte industriel de production ou de recherches sur la cuisson-extrusion.