Caractérisation expérimentale et modélisation des transferts de matière et d’énergie lors des opérations culinaires de cuisson par contact
Institution:
université Paris-SaclayDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Cooking is one of the most common food processing operations at both domestic and industrial scale. Among the many cooking methods, contact cooking has received very little attention in the literature, particularly with regard to the transfers of mass and energy within the food and between the food and its environment. This is mostly due to the metrological and theoretical difficulties involved in the study of contact heat transfer in food processes. The aim of this thesis is to contribute to a better understanding and prediction of mass and energy transfers during contact cooking and to provide new tools (especially numerical ones) to better dimension and monitor this operation. To achieve this objective, an approach combining experimental study and modelling of transfer phenomena has been achieved. An instrumented cooking device was designed in order to carry out a large experimental campaign aimed at studying the impact of several heating conditions on the cooking of three products: potato, pancake and omelet. The results enabled the development and validation of several models capable of accurately predicting the temperature rises and water losses of these products during cooking. These models are generic enough to be easily adaptable from one product to another and transposable to different contact cooking processes.
Abstract FR:
La cuisson des aliments est une des opérations de transformation les plus courantes aussi bien à l’échelle domestique, en restauration hors-foyer, qu’à l’échelle industrielle. Parmi les nombreux modes de cuisson existants, la cuisson par contact n’a fait l’objet que d’une attention très réduite dans la littérature, plus particulièrement en ce qui concerne les transferts de matière et d’énergie dans l’aliment et entre l’aliment et son environnement. Cette situation s’explique en grande du fait des difficultés métrologiques et théoriques qu’entraîne l’étude des transferts thermiques par contact dans le cas des procédés alimentaires. Cette thèse a pour objectif de contribuer à mieux comprendre et prédire les transferts de matière et d’énergie et d’apporter des nouveaux outils (notamment numériques) permettant d’améliorer le dimensionnement et la conduite de ce type d’opération. Pour atteindre cet objectif, une démarche associant étude expérimentale et modélisation des phénomènes de transfert a été conduite. Un dispositif de cuisson instrumenté a été conçu afin de réaliser une large campagne expérimentale visant à étudier l’impact de plusieurs conditions opératoires de chauffage sur la cuisson de trois produits : la pomme de terre, la crêpe et l’omelette. Les résultats obtenus ont permis de développer et valider plusieurs modèles capables de prédire avec justesse les montées en température et les pertes en eau des produits étudiés au cours de la cuisson. Ces modèles sont suffisamment génériques pour être facilement adaptables d’un produit à un autre et transposables à différents procédés de cuisson par contact.