Agglomeration humide de poudres a reactivite de surface Approche mecanistique de la morphogenese de structures alimentaires agglomerees
L'agglomeration humide est une etape cruciale dans la technologie de mise en forme des poudres de par son fort impact sur la qualite finale des produits elabores. Malgre son interet lors de l'elaboration de nombreux produits (aliment, pharmaceutique, genie civil, ainsi que les differents modes technologiques (malaxeurs horizontaux, verticaux, a faible ou fort de taux de cisaillement, lit fluidise, elle reste insuffisamment maitrisee de par la difficulte a proposer des diagrammes de fonctionnement operationnels qui couplent les contributions croisees des procedes et des produits. Ce travail de these s'inscrit dans cette problematique et porte sur l'etude des mecanismes d'agglomeration en lien avec les caracteristiques de la formulation et les parametres operatoires. L'identification et la representation du mode d'assemblage des particules au cours de l'operation de mouillage/malaxage est l'un des enjeux central de ce travail. A partir d'experiences menees avec deux types de poudres alimentaires (semoule de ble dur et poudre de lait) l'agglomeration est induite soit par contacts humides en malaxeur a faible taux de cisaillement soit par des collisions entre les particules collantes en lit fluidise. Les mecanismes d'agglomeration humide de la semoule de ble dur developpes dans un malaxeur a faible cisaillement sont decrits selon un processus de morphogenese qui correle la taille des agglomerats a leur texture via une dimension fractale. L'influence des proprietes physicochimiques des liants liquides sur les mecanismes d'agglomeration est etudiee au regard des parametres du modele fractal. L'etude fine des distributions des proprietes hydrotexturales et dimensionnelles des structures agglomerees a permis d'identifier leur " regle " d'agencement association par meme classe hydro texturale et dimensionnelle. Les regimes d'agglomeration en fonction du mode d'apport d'eau (debit faible, debit fort) sont etudies en se basant sur la notion de flux d'atomisation adimensionne. En ce qui concerne l'agglomeration de la poudre de lait en lit fluidise, les mecanismes d'agglomeration sont etudies en suivant l'evolution des tailles et des teneurs en eau des echantillons preleves durant l'operation de mouillage/sechage et par la suite l'etude de l'impact de certaines conditions operatoires et de formulation sur les proprietes des agglomerats finaux et les regimes d'agglomeration. Un lien entre les procedes est discute et ouvre sur une requalification des regimes d'ecoulement granulaire ainsi que de la reactivite de surface des particules.