Comprendre la cryoconcentration en bloc combinée à l'opération en cascade et développer de nouveaux produits

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Les technologies les plus utilisées dans le secteur laitier pour augmenter la concentration du lait est l'évaporation sous vide ou la concentration membranaire. Bien que ces deux technologies soient efficaces, elles présentent certaines limites qui sont le colmatage des membranes et la consommation énergétique accrue de l'évaporation. Dans le cas de l'évaporation, la qualité du produit est également compromise. Dans ce contexte, la cryoconcentration, technique utilisée pour la concentration de liquides par congélation, pourrait être une alternative optimale. Elle consiste à former une fraction cristallisée en abaissant la température du liquide en bas de la température de congélation de l'eau. La glace est séparée par la suite pour obtenir une fraction plus concentrée. Thermodynamiquement, la cryoconcentration est une combinaison de deux phénomènes physiques: la cristallisation moléculaire et de la séparation de phases. Le paramètre physique qui joue le rôle principal sur son efficacité est la température de cristallisation. Cependant, celle-ci est elle-même dépendante de la disponibilité de l'eau, type de soluté, sa concentration, la présence d'autres solutés et du type d'approche cryotechnologique utilisée. Plusieurs études avaient proposées des approches basées sur le principe de cryoconcentration en suspension avec la formation de mélanges de cristaux de glace et de solution-mère concentrée. Elle est suivie d'une étape de séparation et de lavage. Toutefois, cette approche est coûteuse et nécessite des investissements majeurs rendant cette technologie non rentable. Nous avons développé une approche cryotechnologique novatrice basée sur le principe de cryoconcentration en bloc combiné à l'effet en cascade. Le liquide passe successivement par plusieurs sections placées en série d'un cryoconcentrateur, ce qui permet de minimiser les dépenses énergétiques et maximiser l'efficacité technologique. La chaleur latente de congélation de l'eau qui est de 5 fois inférieure à celle d'évaporation rend la cryoconcentration très avantageuse du point de vue énergétique, d'où la pertinence du présent programme de recherche qui vise à étudier et comprendre la cryoconcentration en bloc combiné au principe en cascade et développer de nouveaux produits.