Déplacement des protéines

Concentré de protéines issu du processus de séchage

Les protéines sont essentielles à la vie et constituent un élément indispensable de l’alimentation humaine. Dans un contexte de croissance démographique mondiale, la demande en protéines augmente très fortement. Les protéines animales seules ne suffisent plus à couvrir ces besoins. Les protéines végétales, en revanche, ont de multiples usages et conviennent à un mode de vie végétarien ou végétalien. De fait, les sources de protéines alternatives sont appelées à jouer un rôle grandissant pour couvrir les besoins protéiques de la population.

Les protéines végétales, qui proviennent principalement du blé, du soja, des pois, des lentilles et d’autres légumineuses, sont une excellente alternative aux protéines animales. Afin d’exploiter au mieux leur teneur en protéines, le procédé de déplacement des protéines (ou fractionnement à sec) a été développé. Un broyage ultra-fin suivi d’un triage permet d’obtenir des fractions dont la teneur en protéines est sensiblement supérieure à celle du matériau entrant. Ces farines spéciales riches en protéines et en amidon sont ensuite utilisées pour préparer des plats végétaliens tels que les galettes façon burger, les escalopes de lupin et bien d’autres.

Processus de déplacement des protéines

Hosokawa Alpine propose des solutions complètes d’ingénierie des procédés

Des machines parfaitement coordonnées

Hosokawa Alpine a mis au point plusieurs procédés de fractionnement à sec. Nos experts s’intéressent à ce sujet depuis les années 1970. Cette longue expérience procure plusieurs avantages décisifs à nos clients. La durée du projet est raccourcie et les clients bénéficient en plus d’une grande sécurité de planification. Si leurs besoins évoluent, nous disposons de la flexibilité nécessaire pour nous adapter à la nouvelle situation.

Mais comment fonctionne le déplacement de protéines ? L’enrichissement des protéines par voie sèche par broyage et sélection est une méthode écologique et rentable. Grâce à des machines bien coordonnées, les protéines du blé et des légumineuses telles que les pois, les fèves, les lupins, les lentilles et les pois chiches sont enrichies et séparées des autres composants.

Transformation des légumineuses : chaîne de valeur

En collaboration avec nos partenaires, nous couvrons l’ensemble du processus

La production de concentré de protéines, par exemple à partir de pois, est un procédé technique exigeant divisé en plusieurs étapes nécessitant des machines et des installations performantes. Hosokawa Alpine possède un grand savoir-faire en fractionnement à sec. Hosokawa Micron B.V. propose des machines et des installations pour les étapes de mélange, d’agglomération et de stérilisation qui sont nécessaires dans les procédés aval pour les applications finales. Hosokawa Solids accompagne les clients tout au long du processus dans les domaines du stockage, du transport pneumatique, du pesage et du dosage. Si vous portez un intérêt au procédé de fractionnement à sec, nous et notre partenaire Bühler pouvons vous aider. Le graphique ci-dessous illustre la chaîne de valeur de la transformation des légumineuses. En partant du produit de base qu’est le pois, le procédé par voie humide et le procédé par voie sèche sont tous deux présentés, avec les applications finales potentielles des produits.

Concentré de protéines de légumineuses

Avec le broyeur sélecteur ZPS et le sélecteur à air ATP (procédé de précision)

Notre spécialité est le broyage « efficient » pour désagglomérer les particules de protéines de petite taille (~3 μm) et les particules d’amidon de grande taille (15-40 μm), puis fractionner la partie fine (principalement les particules de protéines) et la partie grossière (principalement les particules d’amidon). Le fractionnement à sec des protéines (procédé de précision) se décompose en un broyage fin efficient à l’aide du broyeur sélecteur Zirkoplex ZPS et en une sélection haute performance du produit finement broyé avec le sélecteur à air Turboplex ATP. Il en résulte au final deux produits : un produit fin (concentré de protéines) et un produit grossier (concentré d’amidon).

Avantages du fractionnement à sec

Séparation efficiente des protéines et de l’amidon
Faible consommation d’énergie
Pas besoin d’eau
Sous-produits de valeur
L’utilisation de numéros E n’est pas nécessaire
Transformation sans produits chimiques

Exemple d’installation typique de déplacement de protéines avec ZPS et ATP

1 Bac d’alimentation 2 Vis doseuse 3 Séparateur métallique 4 Broyeur sélecteur ZPS
5 Filtre automatique ZPS 6 Souffleuse ZPS 7 Sélecteur à air ATP
8 Filtre automatique ATP 9 Souffleuse ATP 10 Schaltschrank

(a) Produit entrant (b) Fraction à faible teneur en protéines (c) Fraction à forte teneur en protéines

Concentré de protéines de légumineuses

Avec le broyeur à broches CW II et le sélecteur à air ATP (procédé standard)

Notre procédé standard de fractionnement à sec des protéines comprend un broyage fin efficient à l’aide du broyeur à broches Contraplex CW II et une sélection haute performance du produit finement broyé à l’aide du sélecteur à air ATP. Pour certains produits à forte teneur en fibres et/ou en huile, il est recommandé d’utiliser le broyeur Contraplex CW II afin de désagglomérer efficacement ces composants. Les autres avantages du procédé standard avec le broyeur à broches Contraplex CW II sont un encombrement réduit (comparé au procédé de précision utilisant le broyeur sélecteur ZPS) ainsi qu’une basse consommation d’énergie et un faible coût d’investissement. Néanmoins, ce procédé a ses limites : les valeurs de finesse et taux de protéines se situent dans la plage moyenne, la température du produit est plus élevée et les broyeurs à broches sont généralement plus sensibles à l’usure que les broyeurs sélecteurs.

Procédé standard avec broyeur à broches CW II	Procédé de précision avec broyeur sélecteur ZPS
Encombrement réduit	Installation flexible, mais demande plus de place
Coûts d’investissement faibles	Coûts d’investissement plus élevés
Finesse et taux de protéines moyens	Finesse et taux de protéines élevés
Températures de produit plus élevées	Refroidissement pour les produits sensibles à la température
Sensible à l’usure	Protection contre l’usure possible

Exemple d’installation typique de déplacement de protéines avec CW II et ATP

1 Bac d’alimentation 2 Vis doseuse 3 Séparateur métallique 4 Broyeur sélecteur CW II
5 Sélecteur à air ATP 6 Filtre automatique 7 Souffleuse 8 Armoire électrique

(a) Produit entrant (b) Fraction à faible teneur en protéines (c) Fraction à forte teneur en protéines

Protéines de sources alternatives

Des procédés sur mesure pour le fractionnement à sec

De nombreuses sources de protéines n’ont à ce jour été utilisées que dans le cadre de l’alimentation animale. L’enjeu consiste aujourd’hui à rendre cette précieuse protéine accessible à l’homme. C’est surtout du point de vue du développement durable que la revalorisation des sous-produits alimentaires est intéressante.

Exemples

Tourteau d’extraction de tournesol
Pseudo-céréales (quinoa p. ex.)
Gomme de guar
Split de farine de graines de caroube
Sous-produits alimentaires issus de la brasserie
Sous-produits alimentaires issus de l’extraction d’huile

Les protéines ne sont pas les seules à être intéressantes pour le fractionnement à sec, d’autres précieuses substances peuvent également être fractionnées (fibres p. ex.). En outre, le broyeur sélecteur ZPS permet de broyer finement les cosses (qui contiennent des fibres) pour différentes applications finales (alimentation animale, biscuits, brownies...). L’association du fractionnement par voie humide et par voie sèche est un autre champ d’application futur.

Protéines de grains et céréales

Des procédés sur mesure pour le fractionnement à sec

Pour le fractionnement à sec des produits à base de grains et céréales, des procédés sur mesure sont nécessaires. Contactez-nous pour trouver la meilleure solution pour votre produit !

Blé et seigle : vous pouvez choisir ici entre le procédé standard utilisant le broyeur à broches Contraplex CW II et le sélecteur Turboplex ATP et le procédé de précision (pour une teneur en protéines plus élevée). Il est possible d’obtenir différentes quantités/rendements de protéines en fonction de la quantité de protéines présentes avant la transformation.

Avoine et orge : l’avoine et l’orge contiennent un précieux ingrédient, le bêta-glucane. Du fait de la haute teneur en matières grasses de l’avoine, l’utilisation du broyeur à broches Contraplex CW II est nécessaire pour le broyage fin (procédé standard avec CW II et ATP). Une étape supplémentaire de dégraissage peut assurer un fractionnement plus efficient. Contrairement au fractionnement à sec des protéines, le bêta-glucane est enrichi dans la fraction grossière. Afin d’obtenir des valeurs de bêta-glucane plus élevées, le processus de broyage et sélection peut être répété plusieurs fois.

Soja : nous proposons différentes solutions pour la transformation du soja :

Pré-traitement : pré-broyage et décorticage des fèves de soja
Broyage fin de fèves de soja entières, fèves de soja grillées, flocons de soja extraits, flocons de soja extrudés (procédé Wenger) et concentrés de protéine de soja (SPC)

Riz : il est également possible de moudre finement le riz sous ses différentes formes : enveloppes de riz, flocons de riz, protéines de riz ou amidon de riz.

Développez votre procédé

avec une installation multiprocessus

Vous êtes encore au stade du développement et vous cherchez le bon procédé pour votre produit ? Alors une installation multiprocessus peut être la solution idoine ! Les installations multiprocessus sont mobiles et très flexibles car elles intègrent différents broyeurs ou sélecteurs. Il est donc possible de passer rapidement d’une unité à l’autre.

Plus d'information : Installation multiprocessus : pour mener librement des recherches sur enrichissement en protéines

Autres composants du processus

Pour le déplacement de protéines

Avec nos partenaires membres du groupe Hosokawa Micron, nous prenons en charge d’autres étapes du procédé de fractionnement à sec.

Mélange : le mélangeur à vis conique Nauta de notre partenaire néerlandais Hosokawa Micron B.V. convient très bien au traitement des produits sensibles car il mélange délicatement le produit et préserve son intégrité. Le mélangeur conique à pales (CPM) est un mélangeur multi-usage pour les procédés exigeant une grande précision et un mélange rapide sans endommager le produit.
Stérilisation à la vapeur : le sécheur conique à pales (CPD) d’Hosokawa Micron B.V. élimine tous les organismes pathogènes. Parallèlement, le risque de dégrader le produit ou d’en altérer la couleur et le goût est très faible.
Agglomération : le système d’agglomération Flexomix d’Hosokawa Micron B.V. est constitué d’une paroi flexible et d’une cage de roulement extérieure pour l’auto-nettoyage.
Séchage : le broyeur-sécheur flash DMR d’Hosokawa Micron B.V. assure un séchage optimal qui prolonge la durée de conservation et préserve les propriétés telles que la digestibilité et la sensation en bouche ainsi que la valeur nutritionnelle et la qualité de la poudre de protéines.
Transport, stockage, dosage et pesage : tout au long du processus de production, les protéines doivent être transportées, stockées, dosées et pesées, souvent à plusieurs reprises. Vous trouverez les technologies adaptées à ces étapes du processus chez notre partenaire Hosokawa Solids.