Application de l’ozone dans le séchage agroalimentaire : mécanismes, intensification des procédés et perspectives de durabilité

Introduction

Dans le domaine agroalimentaire, le séchage est une étape clé pour prolonger la durée de vie des denrées, assurer leur sécurité et faciliter leur distribution. Face aux exigences croissantes en matière de durabilité et d’efficacité énergétique, l’adoption de nouvelles technologies se révèle cruciale. L’utilisation de l’ozone comme agent d’intensification du séchage répond à cette double préoccupation, offrant à la fois une amélioration des procédés et une réduction de l’empreinte environnementale.

Principes fondamentaux du séchage agroalimentaire

Le séchage consiste à éliminer l’eau contenue dans les produits alimentaires, ce qui limite la croissance microbienne et ralentit les réactions enzymatiques responsables de la détérioration. Cependant, les méthodes conventionnelles comme le séchage à l’air chaud présentent des limites : importante consommation énergétique, altération des qualités organoleptiques et nutritionnelles, ainsi que des rendements parfois insuffisants.

Limitations des méthodes classiques

• Dégradation des vitamines thermosensibles
• Modifications de la texture et de la couleur
• Coûts énergétiques élevés

Ozone : propriétés chimiques et réactivité

L’ozone (O₃) est une molécule triatomique possédant un potentiel oxydant élevé. Sa nature réactive permet d’altérer la structure de la paroi cellulaire des micro-organismes, contribuant à la désinfection de l’environnement de séchage. C’est ce pouvoir oxydatif qui positionne l’ozone comme un levier d’amélioration du procédé de séchage.

Avantages de l’ozone en traitement alimentaire

• Désinfection et réduction de la charge microbienne
• Diminution des résidus chimiques
• Capacité à éliminer certains contaminants et odeurs

Mécanismes d’action de l’ozone dans les procédés de séchage

Lorsque l’ozone est introduit dans le milieu de séchage, il interagit avec la surface et les couches externes du produit, provoquant la rupture partielle de la cuticule et l’augmentation de la perméabilité cellulaire. De ce fait, la migration de l’eau vers la surface se trouve facilitée, entraînant une accélération du processus de séchage.

Impact microscopique

• Altération chimique des composants de la membrance cellulaire
• Formation de sous-produits non toxiques dégradés lors du séchage

Modification de la cinétique du séchage

• Augmentation de la vitesse d’évaporation
• Réduction du temps de séchage global
• Baisse de la consommation énergétique

Applications dans l’agroalimentaire

L’utilisation de l’ozone est étudiée sur divers aliments, frais ou transformés. Son application dans le séchage des fruits, légumes, céréales ou produits carnés démontre une amélioration générale des performances du procédé, sans compromettre la qualité organoleptique.

Études sur différents groupes d’aliments

• Fruits et légumes : L’ozonation avant ou pendant le séchage augmente l’efficacité et limite les pertes en vitamines.
• Céréales et grains : Réduction significative de la charge microbienne et conservation de la qualité marchande.
• Produits carnés : Séchage plus rapide avec dosages appropriés, des propriétés sensorielles optimisées.

Processus d’intensification et contrôle de la qualité

Intensifier le séchage via l’ozone signifie agir sur plusieurs axes :

• Optimiser la concentration d’ozone diffusée
• Choisir la température de séchage adaptée
• Ajuster le débit d’air afin de maximiser l’évaporation tout en minimisant la dégradation des composés sensibles

L’efficacité du traitement dépend d’une adaptation fine à la nature du produit traité. Un dosage inadéquat de l’ozone pourrait entraîner l’apparition de défauts de saveur ou l’oxydation non désirée de certains nutriments.

Vers une durabilité accrue du séchage agroalimentaire

Le recours à l’ozone s’inscrit dans une démarche de développement durable. Réduire la consommation d’énergie et limiter l’emploi de conservateurs chimiques sont des objectifs alignés avec les enjeux actuels du secteur.

Économie d’énergie et réduction de l’empreinte carbone

• Diminution du temps de séchage = moins de ressources énergétiques mobilisées
• Remplacement ou réduction d’additifs chimiques

Sécurité sanitaire

• Amélioration du profil microbiologique des denrées séchées
• Maintien voire renforcement des propriétés nutritionnelles

Contraintes et limites de la technologie ozone

Malgré ses atouts, l’ozonisation du séchage alimentaire requiert un contrôle rigoureux. Un excès d’ozone peut entraîner la formation de sous-produits indésirables ou l’altération du profil aromatique. Des protocoles d’application sur mesure, adaptés à chaque matrice alimentaire, sont donc nécessaires.

Points de vigilance

• Suivi de la concentration d’ozone
• Contrôle continu de la qualité sensorielle
• Surveillance de l’apparition éventuelle de composés secondaires

Perspectives et innovations futures

L’ozone offre des potentialités en synergie avec d’autres technologies émergentes, comme les micro-ondes ou les ultrasons, pour intensifier davantage le séchage. Le développement de systèmes combinés et l’ajustement en temps réel des paramètres de fonctionnement sont des axes d’innovation prometteurs.

Conclusion

L’intégration de l’ozone dans les procédés de séchage agroalimentaire représente une avancée majeure vers l’optimisation technique, la sécurité sanitaire et la durabilité des productions. En adaptant précisément chaque étape du processus, il est possible de concilier rendement industriel, respect de l’environnement et qualité nutritionnelle des aliments.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224426002219?dgcid=rss_sd_all