Technologie et sciences appliquées : froid, rhéologie, microbiologie
Ce domaine applique physique, chimie et microbiologie aux procédés : froid, rhéologie, granulométrie, conservation et étiquetage nutritionnel. Les questions demandent des ordres de grandeur et des unités correctes.
Transferts thermiques
- Conduction dans le solide, convection dans l'air du tunnel ; le froid doit être appliqué rapidement pour fixer la forme V.
- La chaleur sensible Q = m × c × ΔT ; la cristallisation du beurre de cacao libère aussi de l'énergie (chaleur latente).
- La condensation se produit si la surface du produit est plus froide que le point de rosée : éviter les chocs thermiques à la sortie du froid.
Rhéologie et granulométrie
- Le chocolat suit un modèle de Casson : viscosité plastique et seuil d'écoulement.
- Le broyage vise 15-20 µm ; au-delà de 25 µm, la sensation de grain apparaît.
- La lécithine (0,3-0,5 %) réduit le seuil d'écoulement et la viscosité ; un excès ou un broyage trop fin augmente la viscosité.
Microbiologie et conservation
- L'activité de l'eau (Aw) et le pH gouvernent la croissance microbienne ; le chocolat, pauvre en eau, reste sensible à Salmonella et aux moisissures.
- Le plan de maîtrise sanitaire repose sur l'HACCP : dangers biologiques, chimiques, physiques ; points critiques et surveillance.
- La DLC s'applique aux produits périssables ; la DDM aux produits stables.
Exemple raisonné
Refroidir 50 kg de chocolat de 45 à 20 °C dans un tunnel en 20 min. Chaleur sensible : 50 × 1,6 × 25 = 2 000 kJ. Chaleur de cristallisation : 50 × 100 = 5 000 kJ. Total 7 000 kJ. Puissance moyenne : 7 000 / 1 200 s = 5,8 kW. Le tunnel doit donc évacuer environ 5,8 kW, sans compter les pertes.
Pièges
- Oublier la chaleur latente : sous-estimation de la puissance du tunnel.
- Confondre Aw et teneur en eau : deux grandeurs différentes.
- Choisir une DLC pour un produit stable : la DDM est plus adaptée.
- Négliger l'unité kJ/kg/K dans les calculs.