Soutenance mémoire
FROMAGES FRAIS FONDUS
PROCEDES DE FABRICATION DES FROMAGES FRAIS FONDUS
PRESENTATION
La dénomination « fromage fondu » est réservée au produit de la fonte du fromage ou d’un mélange de fromages, éventuellement additionné d’autres produits laitiers. Sa teneur minimale en matière sèche est de 43 g pour 100 g de produit fini, et sa teneur minimale en gras sur sec (masse en grammes de matière grasse pour 100 g de produit après complète dessiccation) est de 40 g.
En réalité, il s’agit plus d’une dissolution suivie d’une dispersion de protéines dans l’eau que d’une fonte qui, correspond au sens physico-chimique du terme, à la désintégration d’une structure solide cristalline par l’apport d’énergie thermique ou l’exercice d’une pression. [4]
Ces produits issus de la fonte de fromages peuvent être regroupés en cinq familles classées ici par ordre chronologique d’apparition sur le marché mondial.
Fromage fondu type « bloc »
Fromage fondu type « coupe »
Fromage fondu toastable (pour refonte)
Fromage fondu thermostable
Fromage fondu tartinable
Le fromage frais fondu tartinable doit ses caractéristiques au processus de crémage qui permet en partie de régler la consistance du produit fini et de lui conférer une certaine tartinabilité. Cette famille représente la majeure partie du marché français. Ces produits peuvent être aromatisés et conditionnés en emballages souples (portions) ou rigides (pots, barquettes) [4].
THEORIE DE LA FONTE DES FROMAGES
Le fromage fondu est un produit de seconde transformation dans la mesure où il est issu du fromage, lui-même issu du lait. Afin de bien comprendre les principes mis en œuvre et les réactions obtenues durant la fonte des fromages, il est indispensable de rappeler quelques notions relatives à la transformation du lait en fromage.
Transformation du lait en fromage
Les micelles de caséine représentent la substance clé de la Fromagerie, leur composition et leur comportement revêtent une importance primordiale durant le processus de fonte. La caséine dans le lait est présente à raison de 26 g/kg et se compose en fait de quatre caséines différentes, dont chacune possède une série de variantes génétiques, en l’occurrence les caséines as1, as2, ß et k. Ces caséines disposent d’une structure spatiale bien définie, et contrairement à la plupart des autres protéines, elles ne peuvent pas se déployer en structures ordonnées.
En raison de leur concentration dans le lait, ces molécules protéiques sont agglutinées sous forme de micelles grâce à leurs parties hydrophobes.
Quant aux parties hydrophiles, elles sont positionnées en surface, ce qui les rend hydrosolubles. Cependant, ces micelles sont des structures dynamiques qui évoluent en permanence au gré des modifications du milieu, et notamment des variations de pH. Par exemple, lorsque le pH diminue, elles perdent leur caractère hydrophile et leur capacité de rétention en eau décroît.
Ces micelles sont composées de sous-unités appelés submicelles, résultant d’une association de dix à cent molécules de caséine d’un diamètre de 10 à 15 nm, voir 20 nm, et d’une masse molaire comprise entre 250 000 et 2 000 000 dalton (1 dalton = 1,65•10–24 g/mol). Dans le lait, c’est le phosphate de calcium colloïdal qui, comme un ciment, entraîne des réticulations, c’est-à-dire l’agglutination des submicelles en micelles.
Plusieurs voies sont possibles pour obtenir du caillé puis du fromage à partir du lait, ce qui justifie partiellement la grande diversité des produits finis obtenus. Cela dit, la grande majorité des fromages est produite par coagulation avec de la présure et même si, le plus souvent, on réalise une fermentation lactique durant la fabrication, celle-ci est relativement limitée. Par conséquent, les caséines conservent la majeure partie du calcium et de leur structure micellaire. Ainsi, les teneurs en calcium s’échelonnent de 0,7 à 11,0 g/kg selon les fromages.La présure extraite de la caillette de veau contient une enzyme, la chymosine, qui, compte tenu des conditions du milieu, entraîne une hydrolyse spécifique de la caséine k présente en surface des micelles.Cette action enzymatique sépare le glycomacropeptide, fraction hydrophile, et libère ainsi la partie intérieure hydrophobe. Lorsque près de 97 % du macropeptide d’une micelle de caséine est séparé, les interactions hydrophobes sont plus fortes que les forces de répulsion électrostatique, et quand plus de 85 % des micelles de caséine du lait sont ainsi modifiées, on observe la formation d’un gel visible. Ce gel est un réseau tridimensionnel de micelles de caséine regroupées qui renferme de grands espaces à l’intérieur desquels le lactosérum est piégé. Avec la coalescence croissante des éléments, le gel développe une certaine tension qui aboutit finalement à une rétraction avec expulsion de lactosérum, c’est le phénomène de synérèse. La coagulation est suivie par toute une série d’opérations qui concourent toutes à une élimination plus ou moins importante de lactosérum. L’égouttage débute par le décaillage qui vise à découper la masse de caillé en grains plus ou moins fins de manière à créer des surfaces d’exsudation du lactosérum. Ensuite, le mélange de caillé et de lactosérum est brassé et dans certains cas un chauffage plus ou moins sévère est appliqué afin d’intensifier la synérèse. Après le moulage, éventuellement assorti d’un pressage pour certains types de fromages afin de poursuivre l’égouttage dans les moules, les fromages sont démoulés. Ceux-ci peuvent être salés dans la masse avant le moulage, traités en saumure ou encore avec du sel sec après démoulage .
Du fromage au fromage fondu
Il existe deux grandes étapes qui président au processus de fonte des fromages : l’échange d’ions et le crémage. (Voir annexe 1).Les mécanismes mis en œuvre lors de la fabrication des fromages fondus sont nombreux et complexes et on peut tenter de les représenter schématiquement sur un plan physique (Tableau 4). Ainsi, on pourra constater qu’en partant du lait pour aboutir au fromage fondu, en passant par le fromage, on assiste à une succession d’inversions des phases dispersées et dispersantes. Le fromage fondu est un système physico-chimique hybride, donc hautement instable, dans lequel :
la matière grasse est toujours dispersée ;
les protéines sont plus ou moins gélifiées selon la texture recherchée pour le produit fini [4].
Description de la chaine de fabrication du fromage frais fondu au sein de la FBM
Préparation de la crème
Le fromage frais est un fromage à pâte molle non affiné qui, selon la norme FAO/ OMS(C 31), possède un goût crémeux ou acide peu prononcé et l’arôme caractéristique d’un produit laitier issu d’une culture à base d’acide lactique et de bactéries spécifiques. Le fromage frais est facile à tartiner et à mélanger à d’autres aliments. Le fromage «frais ou non affiné» est du fromage qui est prêt à la consommation peu de temps après la fabrication[5].
Le procédé suivi lors de la préparation de ce type de fromage est résumé sur la figure 6:
Objectifs des différentes opérations
Livraison des matières premières (MP)
Approvisionner l’atelier de fabrication en matières premières:
acceptées après les contrôles de réception.
livrées en temps utile en respectant la conformité des quantités et conditions d’utilisation aux programmes de production.
Réception/ Stockage MP
Vérifier les quantités et la qualité des matières premières livrées.
Mettre à la disposition de la fabrication les matières premières nécessaires à la réalisation du programme de production.
Maintenir les matières premières dans des conditions optimales d’hygiène et de conservation.
c. Préparation MP :
Déballage :
Séparer les matières premières de leur contenant (et éliminer les déchets d’emballage).
Garantir une rotation FIFO (First In, First Out) des matières premières au sein du stock fabrication.
Vérifier la bonne qualité gustative des matières premières à l’utilisation.
Préparation des Réemplois: Récupérer la pâte issue des tirages en caisse fabrication pour l’incorporer comme réemploi dans les prochaines fabrications. (pour la formule al jarra il n’y a pas d’utilisation du Réemplois)
Pesée: Peser les poudres, sels de fonte, beurre et réemplois selon la formule en respectant les tolérances de pesée.
Cuisson
Broyer les matières premières.
Fondre les constituants et cuir le produit (garantir une charge microbiologique compatible).
Crémage
Assurer la restructuration du réseau protéique pour l’obtention d’une pâte homogène, dont la viscosité doit être compatible avec les normes de texture et de coupe à froid du produit final.
Alimentation de la couleuse
Garantir une alimentation suffisante des couleuses à pâte, adaptée aux variations de fonctionnement des machines.
Ligne de conditionnement
Après préparation des crèmes le produit arrive au stade du conditionnement composé par les étapes suivantes :
Remplissage du Chargeur pot : WALDNER
Les pots sont déversés dans une trémie (Figure 7), puis remontés dans la trieuse par un convoyeur.
Mise en verticale automatique des pots
Une trieuse automatique(Figure 8) se charge d’ordonner les pots et de les présenter « ouverture vers le haut ». Ensuite les pots sont convoyés vers la zone dosage.
Remplissage des pots par le doseur
Deux becs (Figure 9) dosent Par un mouvement « monte et baisse » simultanément dans deux pots. Avec une ré-aspiration en fin de dosage.
Une étoile met les pots « au pas » pour garantir une distance constante entre deux pots, égale à l’écartement des deux becs de dosage. Les premiers pots dosés sont destinés au contrôle laboratoire.
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Table des matières
1 REMERCIEMENTS
2 GLOSSAIRE
INTRODUCTION
CONTEXTE DU PROJET
1. Problématique
2. OBJECTIFS
3. CONTRAINTES
4. DEMARCHE
CHAPITRE I : LE SECTEUR FROMAGER MAROCAIN
1. Diagnostic Du Marché
2. Consommation Nationale
3. PRESENTATION DU GROUPE BEL
4. FROMAGERIES BEL MAROC
4.1 Historique
4.2 Fiche technique
4.3 Production de l’entreprise
4.4 Organigramme de l’entreprise:
CHAPITRE II : PROCEDES DE FABRICATION DES FROMAGES FRAIS FONDUS
1. PRESENTATION
2. THEORIE DE LA FONTE DES FROMAGES
2.1 Transformation du lait en fromage
2.2 Du fromage au fromage fondu
3. Description de la chaine de fabrication du fromage frais fondu au sein de la FBM
3.1 Préparation de la crème
3.2 Objectifs des différentes opérations
3.3 Ligne de conditionnement
3.4 Lavage hygiénique de La fin de production
CHAPITRE III : PARTIE PRATIQUE
1. INTRODUCTION
2. PRESENTATION DE LA PROBLEMATIQUE
2.1 Généralités
2.2 Problème de la pellabilité des opercules
2.3 Solution Proposée
3. PLANS D’EXPERIENCES
3.1. Généralités sur les plans d’expériences
3.2. Plans expérimentaux utilisés pour cette étude
3.2.1. Plans de criblage
3.2.2. Plans de Box-Behnken
3.2.3. Recherche Du Point Optimal : Meilleur Compromis Entre Plusieurs Réponses
3 CHOIX DU FORMAT A ETUDIER
4 ETUDE DU SCELLAGE
4.1 Introduction
4.2 Criblage Des Facteurs
4.3 Domaine expérimental
4.4 Plan d’expérimentation
4.5 Réalisation des essais et obtention des résultats
4.6 Résultats du plan de criblage et discussion
4.7 Conclusion
5 Modélisation du scellage par un plan d’optimisation
5.1 Caractéristiques du plan de modélisation
1.2.1. Domaine expérimental
1.2.2. Plan d’expérimentation
1.2.3. Résultats du plan d’optimisation.
1.2.4. Validation des modèles mathématiques postulés :
6 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES & WEBOGRAPHIQUES
ANNEXE
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