Amélioration de la qualité et de la performance du séchage solaire des produits agro-alimentaires par insertion d’un traitement de détente instantanée contrôlée (DIC) ; analyse expérimentale, modélisation empirique et phénoménologique.

Abstract

Le séchage / déshydratation est l'un des traitements post-récolte les plus importants adoptés dans le monde entier pour réduire la détérioration et augmenter la durée de conservation ou la durabilité du stockage des produits agricoles. Il peut déterminer la qualité du produit final et établir sa durée de conservation. Il consomme également énormément d'énergie et prend beaucoup de temps. Il faut donc veiller à optimiser l'étape de séchage afin de rendre le processus complet plus compétitif. Dans cette thèse, nous avons travaillé sur la maîtrise et l'optimisation du procédé de séchage solaire des produits agro-alimentaires aux deux plans : (i) l’utilisation de l'énergie solaire dans le procédé proposé et (ii) la qualité du produit fini. Nous avons commencé par présentation d'une synthèse bibliographique des recherches, traitant les différents concepts liés à la présente thèse. Ensuite, nous avons étudié trois volets complémentaires pour l’exploitation du gisement solaire à des fins de séchage : Le premier est l’élaboration des cartes isoplèthes qui permettent de faciliter l’analyse des variables météorologiques agissant sur le processus de séchage solaire. Le deuxième est l’évaluation d’énergie solaire récupérée par l’insolateur plan à air muni d’ailettes OSF (Offset Strip Fins) destiné au séchage des produits agricoles sous différents climats d’Algérie. Et le troisième, c’est la simulation numérique du fonctionnement de cet insolateur sous le climat de Ghardaïa. En fin, nous avons étudié Cinque volets complémentaires pour diverses caractérisations et influence sur la qualité du produit. Le premier s’intéresse d’une part de la modélisation de l'isotherme de désorption, la connaissance fine de l’influence de la température sur le processus de désorption, et la prédiction du comportement hygroscopique lors du séchage de la citrouille, et d’autre part, l’exploitation des résultats expérimentaux pour déterminer leur chaleur isostérique de désorption. Le deuxième s’intéresse à la modélisation mathématique empirique de la cinétique de séchage en couche mince de la citrouille. Le troisième s’intéresse à l’optimisation des conditions opératoires du séchage de la citrouille par sécheur à air chaud, en utilisant la méthode des surfaces de réponse. Le quatrième s’intéresse à la modélisation du transfert de masse au cours du processus de réhydratation des tranches de citrouille séchées par différents procédés de séchage, à savoir : le séchage par air chaud (Air Flow Drying AFD), le séchage par lyophilisation (Freeze-Drying FD), le séchage sous vide multi-flash (Vacuum Multi Flash Drying VMFD) et le séchage par (Swell-Drying SD) couplant air chaud et Détente Instantanée Contrôlée (DIC). Le cinquième s’intéresse à l’effet des méthodes de séchage sur les propriétés physico-chimiques, les composes phénoliques totaux, la teneur en flavonoïdes et l'activité antibactérienne de la poudre de citrouille. Les résultats de cette thèse seraient de contribuer au développement des capacités techniques pour la conception des procèdes de séchage solaire de meilleures qualités des produits séchés. Plusieurs perspectives ont été identifiées et offrent ainsi de nombreuses pistes de recherche.