Food Extrusion
Extrusion pour quelles applications ?
Quelles sont les applications alimentaires de l’extrusion ?
Dans l’extrusion alimentaire, des matières premières broyées telles que des solides (poudres, granulés, farines) et liquides sont utilisées et, selon le produit cible, mélangées avec, par exemple, des graisses, des colorants, du sucre, de la viande et de l’eau. A l’aide de vapeur pressurisée, ce mélange est cuit et passé à travers l’extrudeuse, dans laquelle une ou deux vis rotatives forcent les matériaux à travers une filière. Ainsi, une extrudeuse à double vis est capable d’assurer le transport, la compression, le mélange, la cuisson, le cisaillement, le chauffage, le refroidissement, le pompage, le façonnage, etc. avec un haut niveau de flexibilité.
Par extrusion, de nombreux produits alimentaires peuvent être fabriqués :
- Pâtes alimentaires et couscous
- Snacking soufflé/expansé, fourré ou non, essentiellement avec des pommes de terre, maïs, légumineuses…
- Flips aux cacahuètes
- Protéines texturées végétales PTV (par exemple, soja texturé, substituts de viande…)
- Petfood pour chiens, chats (croquettes)
- Nourriture pour poissons
- Pain croustillant (type Wasa)
- Céréales du petit déjeuner (pétales, coextrudé, expansé)
- Croustillants de riz
- Chocolat, flocons de chocolat et barres énergétiques
- Chewing-gum et bonbons à mâcher
- Caramel
- …/…
La gamme d’extrudeuses de laboratoire de Brabender repose sur une large expertise centenaire acquise en rhéo-viscosimétrie de laboratoire des produits agroalimentaires mais aussi le domaine des plastiques et polymères et des outils d’extrusion de laboratoire couvrant l’ensemble de ces applications.
Quoi mesurer ?
Variables influençant les valeurs mesurables dans le processus d’extrusion au laboratoire pour la Recherche & Développement
Paramètres de processus dépendants
- Temps de stase (ou de séjour) (sec.)
- consommation électrique (kW)
- Energie Mécanique Spécifique input (SME) et taux de cisaillement (kW/h)
- Températures du produit (transfert de chaleur) (°C)
- Pression (Bar)
- Densité (g/cm3)
Paramètres de processus indépendants
- Débit
- Température du fût (barrel)
- Têtes et formes de filières/buse
- Vitesse des vis
- Mono ou Bi-vis
- Configuration des vis
Impact de chaque paramètre
H.P.Schuchmann et al. Lebensmittelverfahrenstechnik,Rohstoffe,Prozesse;Produkte(2008)Wiley-VCH
Maîtriser la mesure du couple avec MetaStation
MetaStation 4E / 8(E) /16
Issu de son expertise en rhéo-viscosimétrie sur les matrices alimentaires, la nouvelle génération de rhéomètres de couple Brabender teste les matériaux Food dans leur comportement de gélatinisation, la stabilité à chaud, degré de cuisson et résistance au cisaillement, l’absorption des des liquides, etc.
Pour une évolutivité et une commodité maximales les MetaStation sont proposées en version paillasse peu encombrante (MetaStation 4E) et en versions plus puissantes MetaStation 8(E) ou MetaStation 16.
Comment préparer un test
Comment effectuer le test
Feeders - doseurs d'alimentation
Les Feeders d’extrusion Brabender
Avec une interface logicielle conviviale Metabridge, ils peuvent être remplacés rapidement et couvrent un large éventail d’applications.
- Précision de dosage
- Facile à nettoyer
- Remplacements rapides possibles
- Large gamme d’applications
1- Feeder à Alimentation forcée verticale
Le doseur vertical avec électronique de commande intégrée est un doseur à vis compact Hygienic Design pour l’alimentation sans poussière de matériaux en vrac pour les extrudeuses Brabender au format laboratoire.
Pour doser avec précision les matières premières complexes, le feeder à alimentation forcée verticale de Brabender Food est une vis d’alimentation pour matériaux en vrac vers les extrudeuses de la gamme de produits Brabender. En raison de sa taille compacte avec électronique de commande intégrée, il est adapté au fonctionnement en laboratoire et au dosage de petites quantités de produit. Il répond aux exigences strictes de la conception hygiénique et a été développé dès le départ pour être facile à nettoyer.
2- Feeder volumétrique DDSR20
3- Feeder Gravimétrique de dosage : Horizontal Feeder
4- Feeder volumétrique : Horizontal & Vertical Feeder
5- Feeder liquides volumétrique : 2 modèles
- Liquid dosing system Watson Marlow 120U
- Liquid dosing system Watson Marlow 530DuN
6- Système sous vide
Contrôlé depuis le logiciel avec des matières grasses jusqu’à 30% du produit final
Mono-vis ou bi-vis
MonoVis – Single Screw Extruder KE 19/25 : 5 – 250 rpm
L’extrudeuse de laboratoire monovis 19/25 en combinaison avec la MetaStation permet de tester les propriétés d’extrusion de divers matériaux, tels que les snacks, les pâtes, les céréales pour petit-déjeuner, les aliments pour animaux et le riz à l’échelle du laboratoire, afin que vous puissiez optimiser vos recettes. La construction modulaire du système ouvre des possibilités complètes d’analyse des matériaux avec un large éventail d’options de configuration.
Les rainures à l’intérieur du cylindre garantissent un bon comportement au cisaillement ainsi qu’une manipulation optimale des matériaux. Lors de la fabrication de pâtes/nouilles, l’appareil marque des points supplémentaires grâce à une ouverture supplémentaire près de la zone de dosage des matières premières, avec laquelle une pompe à liquide peut être utilisée.
| Technical data KE 19/25 | |
| Longueur de vis (L : D) | 25 D |
| Puissance d’entraînement | 2,4 kW |
| Vitesse | 2 – 250 min-1 |
| Couple maxi | 150 Nm |
| Temp. | 450 °C |
| Débit maximal | 1 – 10 kg/h |
| Dimensions (L x l x H) | 1005 x 440 x 1400 mm |
| Poids (avec socle) | environ 156 kg |
| Dosage forcé vertical | environ 10 kg |
Bi-vis – Twin Screw Extruder TwinLab 20/40 : 5 – 1200 rpm
TwinLab-F 20/40 est une extrudeuse à double vis autonome. Le variateur contient un moteur intégré. Grâce aux nombreuses possibilités de configuration, la solution peut être utilisée pour une grande variété de matériaux. L’extrudeuse à entraînement direct est conçue pour être utilisée dans le développement de matériaux et recettes.
- Peu encombrant et économique : Solution compacte avec une large gamme d’applications
- Hygiénique : Dans le nouveau design en acier inoxydable
- Champ d’application étendu : possibilité d’utiliser un fût (barrel) modulable ou compact
- Améliore vos conditions d’analyse : suivi du process via un liner articulé, 6 ouvertures pour l’ajout de matières premières
- Facile à nettoyer : Doublure articulée horizontalement (portefeuille), configuration de vis optimisée pour un retrait facile
- Logiciel moderne METABRIDGE: accès simple et flexible aux données via un navigateur Web ou l’écran tactile intégré
- Connectivité : Prise en charge de solutions tierces (ERP, LIMS)
- Personnalisable : la configuration peut être adaptée à vos besoins individuels
1- Présentation de la solution complète
2- Comment préparer son test d’extrusion
3- Déroulement du test
4- Finalisation et nettoyage
Vis de fût-filière
Têtes de filières
1- Tête de filière ronde et sa collection de diamètres de têtes
2- Tête de filière en ruban (Ribbon die head) Inflexible ribbon ou Flexlip ribbon die head
3- Tête de filière pour nouilles
4- Tête de refroidissement modulaire et segmentée
Un système de filière modulaire pour la production de protéines végétales texturées avec une texture semblable à de la viande en combinaison avec une extrudeuse de laboratoire. Avec pour avantages :
– Conception modulaire permet de produire des textures de différentes tailles
– Contrôle indépendant de la température en trois zones de chauffage/refroidissement sur la filière
– Contrôle complet du processus grâce à 6 ouvertures le long de la matrice pour les mesures de matériaux (par exemple, pression, température)
– Possibilité d’ajouter ultérieurement d’autres dimensions de produit grâce à une conception modulaire
– Adaptation individuelle de toute la dimension de la buse selon les exigences du client
5- Tête de filière en Co-extrusion
6- Tête de filière en tubulure
Interface Logicielle Metabridge
Le Metabridge, suite logicielle Brabender, a de nombreux avantages :
- Conception moderne et standardisée pour de nombreux appareils Brabender
- Accès simple et flexible aux données via un navigateur Web
- Écran tactile optimisé
- Flux de travail pris en charge par logiciel pour de nombreuses normes et standards
- Modèles flexibles sous forme de méthodes et de profils
- Système intégré de gestion des utilisateurs
- Prend en charge 12 langues
- Diagrammes interactifs pour suivre vos mesures
- Création facile de valeurs de référence et de corrélations pour vérifier les limites de qualité
- Prise en charge de solutions tierces (ERP, LIMS)
- Vous pouvez bénéficier des dernières Mises à Jour en temps réel car MetaBridge est continuellement développé, même après avoir acheté votre appareil.
MetabridgeConnexion MetaBridge
- Compatible réseau : accédez aux mesures et aux résultats depuis n’importe quel appareil
- Échange automatique de données : les appareils Brabender s’appuient souvent les uns sur les autres et les résultats d’un appareil sont ensuite traités par le suivant
- Découverte du réseau : les instruments Brabender se retrouvent dans le réseau de leur entreprise et automatisent la saisie d’échantillons avec des suggestions de saisie intelligentes
- Service plus intelligent : la maintenance à distance intégrée et la fonction de retour d’informations nous permettent de vous aider le plus rapidement possible
- Historique des services : historique et planification des services intégrés avec notification automatisée par e-mail
Connectivité des données
- Exportation standard : vers des formats tels qu’Excel, CSV ou PDF
- E-Mail : Envoi manuel et automatisé des mesures
- Prise en charge de labfolder : Connexion simple au cahier de laboratoire électronique ( www.labfolder.com )
- API Web : l’API intégrée permet à tout système tiers d’interagir avec et d’utiliser votre LIMS ou votre mélangeur de production
Eléments de coupage des extrudats et bande transporteuse
Exemple 1 de solution complète
Extrudeuse pilot plant Mini-Compounder B-TSE-A 12/36
Solution tout-en-un compacte
Avec l’extrudeuse de laboratoire Mini-Compounder B-TSE-A 12/36, vous pouvez traiter même les plus petites quantités d’échantillons. La fixation à double vis avec un diamètre de vis de 12 mm et une longueur de fût de 36 D est compatible avec toutes les unités d’entraînement MetaStation. La large plage de températures, la densité de couple élevée et les multiples options de chargement offrent un maximum d’options d’application dans l’alimentation, l’alimentation animale, les plastiques, le caoutchouc et les produits pharmaceutiques. Grâce aux paramètres de performance, l’extrudeuse est adaptée au développement de formulations et de procédés, ainsi qu’à la production de très petites quantités.
Ci-dessous la comparaison entre le Mini-Compounder B-TSE-A 12/36, et le TwinScrewF 20/40 conventionnel
| Parameters | TSE 12/36 | TwinLab F20/40 |
| Throughput [kg/h] | 0.6 | 6 |
| Total moisture content [%] | 63 | 63 |
| Screw speed [rpm] | 600 | 600 |
| Temperature profile (HZ1 up to die head) [°C] | 50 – 95 – 130 – 160 – 160 – 30 | 50 – 70 – 105 – 135 – 30 |
| Cooling die geometrie (l x h x w) [mm] | 300 x 2.85 x 6.32 | 300 x 9 x 20 |
| Throughput [kg/h] | 0.6 | 6 |
| Total moisture content [%] | 63 | 63 |
| Screw diameter [mm] | 12 | 20 |
| Screw length [l/d] | 36 | 40 |
| Max. Screw speed [rpm] | 600 | 1200 |
| Theoretical throughput range [kg/h] | 0.1 – 5 | 1 – 20 |
| Max. Temperature [°C] | 400 | 400 |
| Da/Di | 1.43 | 1.6 |
| Max. Torque each screw[Nm] | 2 x 15 | 2 x 40 |
Exemple 2 de solution complète : TwinLab F 20/40 avec Pre-Conditioning-System pour Aquafeed
Extrusion des Snacks
- https://www.youtube.com/watch?v=B8XCtnTMIH4 courte présentation
- https://www.youtube.com/watch?v=iSA5JLN66Tc extrusion avec une tête de filière ronde
- https://www.youtube.com/watch?v=7uPfH1w4E_o comment opère-t-on un test?
- https://www.youtube.com/watch?v=J0AXpOmv_nE nettoyage après un essai snack sur notre extrudeuse
Extrusion des PTV Protéines Texturées Végétales
- https://www.youtube.com/watch?v=nO-m25Lrzt0 courte présentation
- https://www.youtube.com/watch?v=K6KzpzjSD5I extrusion avec une tête de refroidissement modulaire et segmentée
- https://www.youtube.com/watch?v=kxsdFxGU97o opérons un test pour des PTV
- https://www.youtube.com/watch?v=KOOapBDOzww nettoyage après un essai PTV sur notre extrudeuse
Pour commander
Chaque configuration est à la carte.
Pour tout intérêt dans cet équipement, nous vous soumettrons un questionnaire applicatif à remplir avec soin pour déterminer toutes les options possibles avec vous.
L’avis de cerealex
L'expertise de Brabender dans l'analyse food est centenaire. Une division Brabender est également historiquement dédiée aux plastiques. La légitimité et l'expertise en extrusion de laboratoire y trouve son fondement. Avec l'expertise des produits client, de la transformation et l'utilisation des produits alimentaires et des marchés, Brabender est un partenaire de votre développement R&D pour l'extrusion, pas seulement un fournisseur de matériels. Avec différentes options accessibles, l'interface logicielle, l'aide applicative apportée au client, vous trouverez une solution complète en amont pour définir le besoin et pour le suivi long terme. Un laboratoire applicatif Européen est accessible pour travailler conjointement.
