Note d'Application | CoaguSensᵐᶜ Connect
Optimisation de la production fromagère : Maîtriser la coagulation du lait à l’aide du CoaguSensᵐᶜ Connect
Contexte
Cette note d’application décrit une étude réalisée à l’usine pilote de fabrication de fromage du centre de R&D du ministère canadien de l’agriculture et de l’agroalimentaire (Agriculture et Agroalimentaire Canada) à Saint-Hyacinthe (QC, Canada). L’étude visait à mesurer l’influence de la fermeté du caillé et de la vitesse de coagulation au moment de la coupe sur les taux de rétention de la matière grasse, des protéines et des solides dans du cheddar. Le CoaguSensᵐᶜ Connect (Rheolution Inc, Canada) a été utilisé pour mener cette étude.
Contrôle avancée et en temps réel de la coagulation avec CoaguSensᵐᶜ Connect
CoaguSensᵐᶜ Connect caractérise en temps réel l’évolution de la fermeté du gel de lait pendant la coagulation sous l’action d’enzymes (coagulation) ou des ferments (fermentation). Le principe technologique breveté de cet instrument est purement mécanique : la réponse dynamique de l’échantillon de lait à de faibles vibrations est d’abord mesurée à l’aide d’une sonde laser sans contact, puis traitée pour obtenir une valeur quantitative de la fermeté du gel (élasticité ou module de cisaillement G’). CoaguSensᵐᶜ Connect a les spécifications principales suivantes :
- Mesure en temps réel de la fermeté du gel de lait;
- Contrôle thermique entre 20°C (68°F) et 50°C (122°F);
- Design étanche (IP65);
- Protocole de communication avec PLCs : Modbus TCP/IP
CoaguSensᵐᶜ Connect est équipé d’une interface utilisateur modulaire, conviviale et connectée basée sur un écran tactile, appelée CoaguTouchᵐᶜ, conçue pour configurer l’instrument, définir et exécuter un test et analyser les données. Elle a été conçue pour une intégration efficace avec les PLC existants en usine pour un contrôle de processus automatique. CoaguTouchᵐᶜ fournit des outils et des fonctions orientés utilisateur pour gérer, analyser, afficher, stocker et transférer les données.
Contexte de l'Étude
Cette étude visait à mesurer l’effet de la coupe des gels de lait (produits par coagulation enzymatique) à quatre (04) fermetés différentes du caillé sur les taux de rétention de la matière grasse, des protéines et des solides. Le type de fromage produit dans cette étude était le cheddar. Le projet visait également à mesurer l’effet de la vitesse de coagulation au moment de la coupe sur les différents taux de rétention.
Pour cela, 3 répétitions randomisées ont été effectuées pour chacune des quatre (04) fermetés de coupe. Un total de 12 cuves a été testé de novembre 2016 à mars 2017. Une cuve montrant des taux de rétention extrêmes (valeurs aberrantes) a été retirée de cette étude.
Teneur en matières grasses et en protéines du lait standardisé utilisé dans l’étude
Cinétique de coagulation des 12 Cuves analysées dans cette étude. La variabilité de la cinétique de coagulation (due à la variabilité des conditions expérimentales) a été mesurée avec précision par le CoaguSensᵐᶜ Connect.
Protocole
Les paramètres et conditions de l’étude expérimentale sont résumés dans le tableau suivant :
Indicateurs clés de la coagulation du lait : Comprendre l’effet de la cinétique de coagulation sur les taux de récupération
CoaguSensᵐᶜ Connect a été utilisé pour mesurer les paramètres suivants en échantillonnant le lait de chacune des 12 cuves testées :
- Cinétique de coagulation : fermeté du caillé en fonction du temps.
- Fermeté du caillé au moment de la coupe.
- Vitesse de coagulation au moment de la coupe (Vcut).
- Vitesse maximale de coagulation (Vmax).
La vitesse relative de coagulation au moment de la coupe a été calculée sur la base des courbes d’évolution temporelle de la vitesse de coagulation comme suit :
Où :
— La vitesse de coagulation au moment de la coupe est la vitesse à laquelle le lait coagule (mesurée en Pa/s) au moment exact où la coupe du caillé a été initiée.
— La vitesse maximale de coagulation est le maximum de la courbe de vitesse de coagulation, représentant le taux maximal de formation du gel de lait au début de la cinétique de coagulation.
Les taux de rétention des matières grasses, des protéines et des solides ont été calculés avec la formule suivante (exemple de calcul sur les matières grasses) :
Comment le contrôle de la coagulation améliore le rendement, l'humidité et la rentabilité en production fromagère
Résultats et conclusions
Les résultats de cette étude montrent comment la fermeté de coupe affecte le taux de rétention des matières grasses, des protéines et des solides dans le fromage. Les pertes sont également, en conséquence, significativement affectées par la fermeté de coupe et la vitesse d’organisation du gel de lait. Il est notable dans cette étude qu’une fermeté de coupe plus faible induit des taux de rétention plus élevés de tous les ingrédients précieux dans le fromage. La méthodologie développée dans cette étude peut être transposée à l’échelle industrielle afin d’optimiser la cinétique de coagulation ainsi que la fermeté du caillé à l’étape critique du tranchage.
Impact Financier
Les calculs financiers ci-dessous ont été effectués sur la base des résultats et conclusions de l’étude réalisée par Agriculture et Agroalimentaire Canada (Centre de RD AAC à Saint-Hyacinthe, QC, Canada). Les calculs financiers ci-dessous visent à simuler les économies qu’une usine de grande taille pourrait générer sur une année si le taux de rétention des matières grasses, des protéines et des solides est optimisé grâce à un meilleur contrôle de la fermeté au tranchage du caillé.
Contactez-nous pour obtenir un devis ou pour en savoir plus
Articles Connexes
Les propriétés viscoélastiques du yogourt influencent significativement l'expérience sensorielle du consommateur. Une consistance lisse et crémeuse améliore la sensation en bouche et la satisfaction du consommateur, servant ainsi de facteur clé de différenciation entre les marques. La consistance et l’onctuosité du produit (fortement liés à la viscoélasticité) peuvent altérer l'expérience gustative, rendant ainsi la texture cruciale pour l'attrait et le plaisir du yogourt.
Le fromage est obtenu par coagulation du lait en séparant le gel de lait en caillé solide et en lactosérum liquide. Le gel de lait est coupé en petits cubes pour augmenter le rapport surface/volume du caillé et permettre l'expulsion du lactosérum, un phénomène appelé synérèse. L'objectif de tout fromager est d'optimiser la rétention des matières grasses et des protéines dans le fromage tout en maintenant le niveau d'humidité à un niveau contrôlé.
Le fromage est obtenu par coagulation du lait et séparation ultérieure du gel de lait en phases liquide (lactosérum) et solide (caillé). Une étape essentielle du processus de fabrication du fromage consiste à trancher le gel de lait formé en petits cubes pour permettre la séparation du lactosérum en augmentant le rapport surface/volume du caillé. Le choix du moment de la coupe influence grandement le rendement, l'humidité et la qualité du fromage.
Des paramètres tels que la température, le pH, la dose de coagulant, la teneur en protéines et le chlorure de calcium influencent la manière dont le lait coagule. Les données en temps réel fournies par CoaguSensᵐᶜ Flex aident à comprendre et à contrôler l'influence des paramètres technologiques sur la cinétique de coagulation et, par conséquent, sur le rendement.