Surveillance de la viscosité en ligne pour les applications d'atomisation
L'atomisation est un processus utilisé pour décomposer un liquide en fines gouttelettes, généralement effectué…
La mayonnaise, un condiment apprécié dans le monde entier, est une émulsion huile-dans-eau classique, différente des émulsions eau-dans-huile comme le beurre et la margarine. Ses propriétés rhéologiques, qui influencent la perception de la texture et de la saveur par le consommateur, sont cruciales pour sa fonctionnalité dans diverses applications culinaires, des salades aux sandwichs. La compréhension de ces propriétés est essentielle pour maintenir une qualité constante et répondre aux attentes des consommateurs.

Figure 1 : Une large gamme de mayonnaise est produite, vendue et consommée dans le monde entier.
Table des matières
La fabrication traditionnelle de la mayonnaise consiste à mélanger soigneusement du jaune d'œuf, du vinaigre, de l'huile, des épices et des ingrédients facultatifs. Les propriétés viscoélastiques de l'émulsion obtenue proviennent des gouttelettes d'huile étroitement compactées dans la phase continue. La mayonnaise présente un comportement pseudoplastique et thixotrope dépendant du temps, ce qui signifie que sa viscosité change avec la vitesse de cisaillement et le temps. Les normes de la Commission du Codex Alimentarius stipulent que la mayonnaise entière doit contenir au moins 78.5 % de matières grasses totales et 6 % de jaune d'œuf pur, le jaune d'œuf servant d'émulsifiant clé en raison de ses phospholipides et de ses lipoprotéines.
Les propriétés émulsifiantes des lipoprotéines de jaune d'œuf découlent de leur structure flexible, facilitant l'interaction aux interfaces huile-eau. Des ingrédients aromatisants comme le vinaigre, le sel, le sucre et la moutarde contribuent également à la stabilité physique de l'émulsion. Le vinaigre, généralement utilisé à 5-10 %, crée un environnement à faible pH (environ 3.8-4.0) qui, combiné à une faible activité de l'eau, inhibe la croissance bactérienne dans la mayonnaise entière.
La demande croissante des consommateurs pour des options allégées a stimulé le développement de mayonnaises allégées. Cependant, la réduction de la teneur en matières grasses perturbe cet équilibre délicat, nécessitant souvent l'ajout de substituts de matières grasses tels que des polysaccharides, des gommes et des amidons pour imiter la texture et la texture en bouche d'une mayonnaise entière. Ces changements peuvent avoir un impact significatif sur la viscosité et la stabilité de l'émulsion, rendant difficile le maintien d'une homogénéité entre les lots. L'évolution des recettes de mayonnaise, notamment avec l'essor des versions allégées, accroît la complexité de l'approvisionnement en ingrédients et la variabilité de la qualité des matières premières. Le contrôle en ligne des procédés, notamment de la viscosité, est donc essentiel pour garantir une qualité constante du produit final.
Voici pourquoi:
Variabilité des ingrédients : Même des changements apparemment mineurs dans l'approvisionnement des ingrédients peuvent avoir un impact significatif sur le produit final. Par exemple, différentes variétés d'huile, des œufs provenant de différents fournisseurs ou des variations dans la composition des substituts de matières grasses peuvent tous affecter les propriétés de l'émulsion.
Complexité de la recette : Les préparations de mayonnaise à faible teneur en matières grasses impliquent souvent une plus large gamme d'ingrédients, notamment des stabilisants, des épaississants et des substituts de matières grasses. Chacun de ces ingrédients ajoute un niveau supplémentaire de complexité et de variabilité potentielle.
Sensibilité du processus : Le processus d'émulsification est très sensible aux variations des matières premières. Même de petits changements dans la qualité ou les proportions des ingrédients peuvent entraîner des irrégularités dans la viscosité, la texture et la stabilité.
Dans ce contexte, la surveillance de la viscosité en ligne devient essentielle. En mesurant en temps réel la viscosité de l'émulsion pendant la production, les fabricants peuvent garantir que les versions allégées atteignent les propriétés rhéologiques souhaitées et conservent une régularité reproductible. Cela permet d'ajuster immédiatement le procédé, par exemple en modifiant le ratio des ingrédients ou les paramètres de traitement, pour compenser les variations liées à la réduction de la teneur en matières grasses. En définitive, la surveillance de la viscosité en ligne permet de produire une mayonnaise allégée qui répond aux attentes des consommateurs en termes de qualité et d'expérience sensorielle, tout en garantissant des performances constantes dans diverses applications.
Rétroaction en temps réel : La surveillance de la viscosité en ligne fournit des informations immédiates sur la manière dont les changements d'ingrédients ou de paramètres de traitement affectent l'émulsion.
La détection précoce: Il permet aux fabricants de détecter les écarts par rapport à la viscosité cible dès le début du processus, avant que de grands lots de produits hors spécifications ne soient produits.
Contrôle adaptatif : Les données en temps réel permettent d'ajuster le processus de mélange (par exemple, la vitesse de mélange, le temps d'émulsification, les taux d'ajout d'ingrédients) pour compenser les variations des matières premières et maintenir une qualité de produit constante.
Déchets réduits : En identifiant et en corrigeant les problèmes à un stade précoce, la surveillance en ligne minimise le gaspillage et les reprises de produits.
Qualité constante : En fin de compte, cela garantit que, quelles que soient les variations des ingrédients, le produit final répond systématiquement aux normes de qualité souhaitées.
En substance, à mesure que les recettes de mayonnaise deviennent plus complexes et que l’approvisionnement en ingrédients devient plus diversifié, la surveillance des processus en ligne devient un outil indispensable pour garantir une cohérence reproductible et fournir un produit de haute qualité aux consommateurs.

Figure 2 : Organigramme du processus de production de la mayonnaise.
La production industrielle de mayonnaise utilise des équipements tels que
Batteurs/mélangeurs : Agiter et mélanger mécaniquement les ingrédients, souvent utilisés dans les étapes de pré-mélange ou pour un mélange moins intensif que l'homogénéisation.
Moulins à colloïdes: Utilisez des forces de cisaillement élevées entre un élément rotatif et un élément stationnaire pour disperser finement les particules et créer des émulsions ou des dispersions stables.
Homogénéisateurs haute pression : Forcez les fluides à travers un espace étroit à une pression extrêmement élevée, créant des tailles de particules très petites et uniformes pour des émulsions et des dispersions stables.
Échangeurs de chaleur à surface raclante (SSHE) ou Votators : utilisé pour l'échange de chaleur avec des produits à haute viscosité comme la mayonnaise, le beurre de cacahuète, etc.
L'huile, les jaunes d'œufs, le vinaigre et d'autres ingrédients (jus de citron, moutarde, épices) sont préparés et pré-mélangés.
Surveillance du mixage : Un SRV peut être placé après l'étape de pré-mélange pour surveiller la viscosité initiale du mélange avant l'émulsification. Cela peut aider à garantir la cohérence au point de départ du processus.

Figure 3: Rheonics Viscosimètre en ligne SRV installé dans la cuve de mélange.
Les ingrédients sont pompés dans un mélangeur à haut cisaillement ou un homogénéisateur pour créer une émulsion stable. C'est là que les gouttelettes d'huile sont dispersées uniformément dans le mélange.
Surveillance de l'émulsification : Il est essentiel de disposer d'un SRV après l'émulsifiant. Il mesure la viscosité de l'émulsion entièrement formée, qui est le paramètre de qualité clé. Le capteur doit être placé dans une section de tuyau avec un débit stable pour obtenir une mesure représentative.

Figure 4: Rheonics SRV monté dans un FET après un mélangeur à haut cisaillement.
La mayonnaise émulsionnée est refroidie pour éviter la croissance bactérienne et maintenir la qualité.
Surveillance de la cohérence du produit final (facultatif) : En fonction du processus de refroidissement et de son impact potentiel sur la viscosité, une SRV peut être placée après l'étape de refroidissement pour surveiller la viscosité finale du produit refroidi.
La viscosité de la mayonnaise est contrôlée pour garantir qu'elle répond aux normes de qualité.
Intégration des données des capteurs : Les données de sortie du SRV sont intégrées au système de contrôle qualité. Cela permet une surveillance en temps réel et des ajustements automatisés du processus si la viscosité s'écarte de la plage cible.
La mayonnaise finie est conditionnée dans des pots, des bouteilles ou d’autres récipients.
Ligne de remplissage (en option) : Dans certains cas, un SRV peut être placé juste avant l'étape d'emballage pour fournir un contrôle final de la viscosité avant le remplissage du produit.

Figure 5 : Lignes de remplissage de mayonnaise.
Régime d'écoulement : Le SRV doit être installé dans une section de canalisation avec un débit stable et pleinement développé. Évitez les zones présentant des turbulences, des tourbillons ou des changements importants du diamètre de la canalisation.
Taux de cisaillement: La mayonnaise est fluidifiante, sa viscosité dépend donc du taux de cisaillement. Tenez compte du taux de cisaillement à l'emplacement du capteur et de son lien avec les caractéristiques de viscosité souhaitées du produit final. Des mesures à des débits similaires permettent une meilleure comparaison.
Accessibilité: Le capteur doit être installé dans un endroit permettant un accès facile pour l'entretien et le nettoyage.
Température: La température affecte la viscosité, le capteur doit donc être placé dans un endroit où la température est stable ou peut être mesurée et compensée avec précision.

Figure 6: Rheonics Viscosimètre en ligne SRV sonde courte avec Tri-Clamp. SRV-HD-X3-15T.
Commentaires en temps réel: La surveillance continue permet une détection immédiate des écarts de viscosité.
Optimisation du processus: Les données en temps réel permettent d'ajuster le processus (par exemple, les ratios d'ingrédients, la vitesse d'émulsification, la vitesse de refroidissement) pour maintenir la viscosité cible.
Contrôle de la qualité: Assure une qualité constante du produit et réduit le besoin d’échantillonnage manuel et de tests en laboratoire.
Rendement : Réduit le gaspillage, les reprises et les temps d’arrêt associés aux produits hors spécifications.
En plaçant stratégiquement les capteurs SRV dans la ligne de production de mayonnaise, les fabricants peuvent obtenir des informations précieuses sur leur processus et obtenir un meilleur contrôle sur la qualité du produit.
Lorsque le remplacement des ingrédients est un facteur clé, comme dans le cas des ingrédients faibles en gras ou végétaliens (protéines végétales), sans cholestérol, la propriété crémeuse ainsi que le développement à long terme de la couleur et de la consistance deviennent cruciaux, ce qui rend la surveillance à long terme de la consistance importante pour garantir une longue durée de conservation.


Figure 7: Rheonics Viscosimètre en ligne SRV sonde courte avec Tri-Clamp. SRV-HD-X3-15T.
Le monde de la mayonnaise est vaste et diversifié. En termes de part de marché, elle se classe au deuxième rang après les sauces dans les condiments.
Défauts spécifiques et leurs causes :
Dépannage et solutions :
Réglementation et normes :
Spécifique à la mayonnaise allégée :
Principaux pays producteurs de mayonnaise :
Principales entreprises de mayonnaise :
Considérations importantes:
Il convient de noter que le marché de la mayonnaise est en constante évolution, avec l'apparition constante de nouveaux produits et de nouvelles marques. Les tendances de consommation, telles que la demande croissante d'options plus saines et de saveurs uniques, façonnent également l'industrie.