La stérilisation des aliments ne se résume pas à chauffer un produit à une certaine température. Pour les aliments à haute viscosité, le véritable défi consiste à s'assurer que la chaleur pénètre efficacement au cœur du produit et que chaque partie atteigne les conditions de stérilisation requises. Même si la température de l'équipement atteint la valeur de consigne, un transfert de chaleur insuffisant à l'intérieur du produit peut compromettre le résultat final de la stérilisation. Ces dernières années, avec la croissance rapide de produits tels que les plats cuisinés, les sauces, les aliments humides pour animaux, les boissons à base de nids d'hirondelles et les purées de fruits, les aliments à haute viscosité sont devenus de plus en plus courants dans l'industrie agroalimentaire. Comparés aux boissons classiques ou aux liquides à faible viscosité, ces produits sont plus difficiles à stériliser en raison d'une pénétration de la chaleur plus lente et d'une répartition inégale de la température. Cela impose des exigences plus élevées tant en matière de conception des procédés que d'équipements de stérilisation.

Pourquoi les aliments à haute viscosité sont-ils plus difficiles à stériliser ?

Lors du traitement thermique, la chaleur est principalement transférée par deux modes : la convection et la conduction. Pour les produits à faible viscosité, comme les jus et le lait, le mouvement du liquide crée une circulation naturelle pendant le chauffage. Ceci contribue à une répartition plus rapide et homogène de la chaleur dans le produit. En revanche, les aliments à forte viscosité présentent une faible circulation des fluides. La convection interne est limitée, ce qui signifie que la chaleur doit se propager lentement de l'extérieur vers le centre par conduction. Plus le produit est épais et plus sa teneur en matières solides est élevée, plus cet effet est marqué. Par conséquent, dans des conditions de stérilisation identiques, la surface d'un produit à forte viscosité peut déjà atteindre la température cible tandis que le centre reste à une température bien inférieure. Cette différence de répartition de la température est la principale raison pour laquelle les aliments à forte viscosité sont plus difficiles à stériliser.

La zone froide est la zone la plus importante à surveiller.

Lors de la stérilisation des aliments, un concept clé est lepoint froidLe point froid désigne la zone du produit qui chauffe le plus lentement et qui nécessite le plus de temps pour atteindre le niveau de stérilisation requis. Dans les aliments à haute viscosité, ce point se situe généralement près du centre de l'emballage ou dans la partie la plus épaisse du produit. La stérilité commerciale d'un produit ne dépend pas de la température maximale affichée par l'appareil, mais plutôt du traitement thermique adéquat du point froid. Si ce point froid ne répond pas aux conditions de traitement requises, le produit peut présenter des risques microbiologiques. C'est pourquoi, lors de la mise au point des procédés de stérilisation, les fabricants de produits alimentaires privilégient le temps nécessaire à la chaleur pour atteindre le point froid plutôt que d'augmenter simplement la température de traitement.

Une température plus élevée n'est pas toujours la meilleure solution.

En production, certains fabricants tentent de résoudre les problèmes de lenteur de chauffage en augmentant la température de stérilisation ou en prolongeant le temps de maintien. Bien que cette approche augmente l'apport de chaleur, elle peut également engendrer de nouveaux défis. Un traitement thermique excessif peut entraîner un assombrissement des sauces, une altération de la fraîcheur des purées de fruits ou une modification de la texture des nids d'hirondelles, des produits carnés et des aliments pour animaux. Pour les produits alimentaires haut de gamme, un surtraitement augmente non seulement la consommation d'énergie, mais peut aussi réduire la qualité du produit. C'est pourquoi la stérilisation moderne des aliments évolue vers…contrôle précis des processusL’objectif est de satisfaire aux exigences en matière de sécurité alimentaire tout en minimisant les dommages thermiques inutiles et en préservant les caractéristiques originales du produit.

Comment améliorer l'efficacité de la pénétration de la chaleur ?

Améliorer la pénétration de la chaleur exige une approche globale prenant en compte le produit, le procédé et l'équipement. Premièrement, les fabricants doivent réaliser des tests de pénétration de la chaleur en fonction de la formulation du produit, de sa viscosité, de la taille de l'emballage et du volume de remplissage. En identifiant les zones froides au sein du produit, ils peuvent déterminer les paramètres de température et de durée de stérilisation appropriés. Deuxièmement, les différents formats d'emballage requièrent des solutions de stérilisation spécifiques. Sachets souples, bouteilles en verre, boîtes métalliques et barquettes en plastique présentent tous des caractéristiques de transfert thermique et de résistance à la pression différentes. Par conséquent, les paramètres de stérilisation ne peuvent être appliqués universellement à tous les types d'emballage. Enfin, la méthode de transfert thermique de l'équipement de stérilisation joue également un rôle important. Les autoclaves à immersion, à aspersion et rotatifs présentent chacun leurs propres avantages selon les exigences du produit. Pour certains aliments à haute viscosité, la stérilisation rotative peut améliorer l'échange thermique grâce à une rotation douce des produits pendant le traitement. Parallèlement, une circulation d'eau chaude stable et un contrôle précis de la température et de la pression contribuent à réduire les écarts de température entre les produits et à améliorer l'homogénéité des lots.

La pénétration de la chaleur détermine la qualité du produit

Pour les aliments à haute viscosité, le principal défi de la stérilisation ne réside pas dans la température maximale que peut atteindre l'équipement, mais dans la capacité de la chaleur à pénétrer le produit de manière uniforme et constante. Une stérilisation sûre n'est possible que lorsque le point froid atteint les conditions de traitement requises. Parallèlement, éviter une surchauffe permet de préserver la couleur, la saveur et la texture du produit. Face à la croissance continue des aliments prêts à consommer, des aliments pour animaux et des produits alimentaires haut de gamme, les fabricants privilégient désormais une stérilisation de précision plutôt qu'une simple stérilisation. Améliorer l'efficacité de la pénétration de la chaleur, réduire les écarts de température et optimiser les méthodes de traitement thermique deviendront des enjeux de plus en plus importants pour les entreprises agroalimentaires soucieuses d'améliorer la qualité de leurs produits et leur productivité.