Dans le secteur de la boulangerie et de la pâtisserie industrielles, l’humidité des pâtes à pain et à pâtes alimentaires est un paramètre qui nécessite un contrôle exhaustif, étant donné que les variations de l’humidité du produit affectent des phénomènes tels que la formation de nids d’abeilles, le type de croûte ou la consistance, ainsi que les altérations de la conservation et l’effet du temps au cours de la chaîne d’approvisionnement, de l’usine jusqu’au consommateur final. Dans cet article, nous parlerons de la surveillance de l’humidité en temps réel, du champ d’application de la spectroscopie infrarouge (NIR) à différents points du processus et nous partagerons un cas d’application de contrôle automatique dans la fabrication de pain grillé à la sortie du four.

La méthode de laboratoire de référence actuelle pour déterminer le % d’humidité est la méthode gravimétrique, qui consiste à sécher un échantillon et à mesurer la perte de poids (différence d’eau). Cette méthode peut prendre de quelques minutes à plusieurs heures si l’on utilise des fourneaux. Il s’agit donc d’une méthode gourmande en ressources (personnel, équipement, matériel et temps) qui affecte directement les efforts et la possibilité de pouvoir optimiser le paramètre nutritionnel – l’humidité – du produit.

Dans l’industrie du pain et de la boulangerie, les références d’humidité sont obtenues à différents stades du processus de fabrication afin de garantir le respect des critères de qualité normalisés, qui peuvent être regroupés synthétiquement comme suit :

Contrôle de la qualité des matières premières et des ingrédients. Elles peuvent être utilisées pour vérifier que les arrivages de matières premières sont conformes et pour vérifier la qualité des grains entiers et moulus, ce qui influe sur la qualité du produit final.

Contrôle de la qualité des mélanges et des pâtes de boulangerie. Ils peuvent être utilisés pendant la production pour mesurer le rendement de la farine, l’absorption d’eau pendant le processus de mouture, le temps de fermentation de la pâte et pour déterminer la composition du mélange de boulangerie (% d’humidité, de protéines et de cendres).

Contrôle de la qualité des produits finis. Ils peuvent être utilisés pour contrôler la qualité du produit fini à la fin de la production ou sur la ligne d’emballage, pour garantir la conformité avec les exigences légales en matière de composition ou pour fournir des données pour l’étiquetage nutritionnel.

La technologie NIR (proche infrarouge) est capable d’optimiser toutes les mesures en temps réel, soit en surveillant avec un analyseur portable, comme dans le cas du Visum Palm™, soit en assurant un contrôle continu sur la bande transporteuse, le refroidisseur ou dans la cuve de mélange avec un analyseur Visum NIR In-Line™, travaillant dans ce cas connecté aux systèmes de gestion de la ligne et à l’automate programmable pour contrôler le processus de fabrication ou rectifier en temps réel les éventuels dysfonctionnements.

Un cas d’application, le contrôle du processus de cuisson.

Un fabricant de mini-tartines avait besoin d’une méthode pour déterminer en temps réel l’humidité des tartines à la sortie du four, afin d’atténuer les effets de la variable temps d’analyse qui rendait impossible la rectification de la température de cuisson et donc la perte de lots de production non conformes aux spécifications du fabricant.

Le problème de l’humidité dans le pain grillé est que lorsque les valeurs d’humidité sont inférieures à 3,5 %, le pain grillé est fragile et a tendance à se casser pendant le transport ou la manipulation, et lorsque l’humidité est supérieure à 4,5 %, le pain grillé perd son croustillant. La technologie NIR en continu permet d’optimiser le paramètre d’intérêt.

À des fins pratiques, un modèle prédictif de l’humidité a été élaboré à partir d’échantillons et de valeurs de référence provenant du laboratoire du client. Comme la spectroscopie infrarouge est particulièrement sensible à la présence d’eau, le même modèle pourrait en même temps prédire l’humidité dans différentes variétés du produit d’un même client. Le modèle obtenu a un coefficient de corrélation proche de 1 (0,99), ce qui indique sa précision. Connecté à l’automate, le système identifie le produit et configure instantanément l’analyseur pour surveiller le paramètre en question.

Enfin, un analyseur NIR Visum In-Line™ en continu a été installé sur la bande transporteuse à la sortie du four pour déterminer la valeur d’humidité par zone et, connecté à l’automate du four, pour rectifier la température du brûleur et fournir des informations en temps réel sur le processus/le produit.

Au lieu de travailler avec le Vis-NIR, avec le Visum HSI™ NIR (900-1700 nm), il aurait été possible d’analyser le produit unité par unité, en ajoutant à l’analyse de l’humidité des paramètres tels que la couleur, l’homogénéité des composants, la distribution spatiale des composants, la détection de corps étrangers (métaux, plastiques, cartons, etc.) ou d’autres paramètres critiques du processus. Il va sans dire qu’un seul analyseur peut effectuer d’innombrables prédictions simultanément, humidité, graisses, protéines, sucres, etc. Mais ce n’était pas le cas, nous vous en parlerons dans un autre article.

J’espère que cet article sur le contrôle de l’humidité avec la spectroscopie NIR en ligne vous a été utile et nous vous invitons à nous faire part de vos commentaires et suggestions à notre adresse e-mail .

—

Joel Valdés Bravo

Divulgation technique

IRIS Technology | Visum®