NantilusEtude de l'écoulement diphasique à l'échelle millimétrique et micrométrique : application aux mousses
Une étude antérieure a montré la possibilité de produire en continu des mousses alimentaires avec un mélangeur statique SMX10 (SulzerTM) pour des fractions de vide supérieures à 0,85. L'objectif de cette thèse est de diminuer cette fraction de vide vers des valeurs cibles de l'industrie ag...
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| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Etude de l'écoulement diphasique à l'échelle millimétrique et micrométrique : application aux mousses / Martin Laporte; sous la direction de Agnès Montillet. |
| Publié : |
[Lieu de publication inconnu] :
[éditeur inconnu]
, 2014 |
| Description matérielle : | 1 vol. (192 p.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences pour l Ingénieur, Génie des procédés : Nantes : 2014 |
| Disponibilité : | Publication autorisée par le jury |
| Sujets : |
| Résumé : | Une étude antérieure a montré la possibilité de produire en continu des mousses alimentaires avec un mélangeur statique SMX10 (SulzerTM) pour des fractions de vide supérieures à 0,85. L'objectif de cette thèse est de diminuer cette fraction de vide vers des valeurs cibles de l'industrie agroalimentaire (0,55 0,8) sans effet négatif sur la stabilité des mousses. Pour ce faire, il est nécessaire de diminuer la taille des bulles, en augmentant les taux de cisaillement dans les procédés et/ou la viscosité de la phase liquide. Dans cette optique, nous avons utilisé des mélangeurs statiques SMX10 et SMX+6 (10 et 6 cm de diamètre) ainsi que des micromélangeurs (canaux carrés de 500 et 600 m) pour produire en continu des mousses à base d'isolats de protéines sériques et de gomme de xanthane pour moduler la viscosité. Dans un premier temps, nous avons ciblé les zones de régimes appropriées pour le contrôle de la quantité de gaz dans la mousse pour une grande plage de fraction de vide [0,5 0,98]. Ensuite, dans le régime d'écoulement adéquat, nous avons montré que ces procédés permettent de maîtriser les propriétés structurales des mousses, notamment la réduction de la taille de bulles. Enfin, l'effet de cette réduction a pu directement être relié aux propriétés d'usage des mousses que sont la texture et la stabilité. Les micromélangeurs s'avèrent capables de produire en continu des mousses stables, offrant des propriétés adéquates pour une application alimentaire. L'intérêt de ces dispositifs, est d'apporter une complémentarité en terme de gamme de fraction de gaz. Les débits traités par ces systèmes sont par ailleurs compatibles avec une utilisation industrielle. A previous study showed the possibility to produce continuously food foams with a SMX10 (sulzerTM)static mixer for void fractions below 0,85. The main goal of this work is to reduce this void fraction towards food industries targets (<0,85), without having negative impact on the foams stability. To do so, it is necessary to reduce the bubbles size, either by increasing the processes shear rates and/or the liquid viscosity. To reach this goal, four processes have been used : two static mixers SMX10 and SMX+6 as well as microchannels (channels with square sections, 500 and 600 m in diameter). Foams were made of whey protein isolates (WPI) as foaming agent and xanthan gum (XG) at different concentrations to modulate the liquid viscosities. A preliminary study allowed us targeting the appropriate flow regimes to control the gas quantity in the foams, for a wide range of void fractions [0,5 0,98]. In this flow regime, it has been demonstrated that these processes allow mastering the foams structural properties, especially the bubble size. These structural properties have been then linked to the usual foams properties such as texture and stability. This study proved that the microchannels can be used as a continuous foaming process suitable for the food industry. Moreover, compared to the tested static mixers, they offer a complementary range of gas fraction for food foams. |
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| Variantes de titre : | Study of diphasic flow at millimetric and micrometric scale : applications to foams |
| Notes : | Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (SPIGA) (Nantes) Autre(s) contribution(s) : Christophe Gourdon (Président du jury) ; C. Loisel, A. Riaublanc, F. Ducept, J. Legrand (Membre(s) du jury) ; G. Djelveh (Rapporteur(s)) |
| Bibliographie : | Bibliogr p.181-191. |