INGOLD
Note d’application
Leading Process Analytics
Analyses en ligne
Pour des procédés d’amidon optimisés
L’amidon natif ainsi que l’amidon modifié par des
procédés chimiques et enzymatiques constituent la
matière première de nombreux produits de l’industrie agroalimentaire mais aussi pharmaceutique et
papetière. Cette note d’application décrit comment
les analyses en ligne peuvent optimiser les différentes étapes de production impliquées dans les
procédés de transformation de l’amidon.
Contexte
• Amidon natif
L’amidon natif est un produit issu de différentes cultures
alimentaires telles que le maïs, le manioc, le blé ou encore la
pomme de terre (fig. 1). Pour obtenir un maximum d’amidon, les étapes de séparation de l’amidon des autres matières
issues des cultures doivent impérativement faire l’objet d’une
surveillance et d’un contrôle rigoureux. Ainsi, le pH est
contrôlé dans des réservoirs de trempage dans lesquels les
différents composants de la matière première alimentaire
sont séparés. L’eau de trempage est alors envoyée dans des
évaporateurs. Une mesure de turbidité permet alors de détecter la présence de particules organiques indésirables dans le
condensat.
Conditions de procédé type
Eau de trempage pH = 4, T = 50 °C
Condensat
turbidité 0 – 10 FTU, T = 50 – 100 °C
Procédés d’amidon optimisés
• Amidon modifié
Différentes réactions chimiques sont utilisées dans la production
d’amidon. Ces réactions présentent des propriétés spécifiques en
fonction des industries auxquelles l’amidon est destiné (fig. 2).
L’amidon oxydé et traité aux acides est principalement employé
dans l’industrie papetière, tandis que l’acétate d’amidon est utilisé dans l’industrie agroalimentaire. Le rendement chimique
obtenu au cours de la production d’amidons modifiés dépend
directement de la précision et de la fiabilité de la mesure du pH.
Conditions de procédé type
Amidon oxydé pH = 10, conditions d’oxydation, risque d’encrassement de l’électrode
Autres amidons pH et températures extrêmes en fonction du procédé de transformation
• Édulcorants à base d’amidon et produits à base d’amidon
hydrolysé
Les édulcorants à base d’amidon, tels que le fructose et le glucose, ainsi que les produits à base d’amidon moins hydrolysé
comme la maltodextrine, sont produits à partir de réactions
enzymatiques lors desquelles les molécules d’amidon sont décomposées. Ce type de réaction sert également à isomériser le
glucose pour le transformer en fructose (fig. 3). L’activité enzymatique repose sur un contrôle très strict des températures de
réaction mais aussi du pH. La purification des sirops s’effectue
par des colonnes échangeuses d’ions dont le cycle de fonctionne-
Nettoyage
des cultures
pH
Turbidité
Trempage
Évaporation
ment change en fonction du pH et de la conductivité mesurés à
la sortie des colonnes. Des systèmes de microfiltration permettent d’éliminer les impuretés non dissoutes au cours des différentes étapes du procédé. Les édulcorants à base d’amidon et les
dérivés d’amidon hydrolysé se retrouvent essentiellement dans
les produits agroalimentaires.
Conditions de procédé type – Procédés enzymatiques
Gélatinisation /
pH = 6,5 Liquéfaction de l’amidon T = 105° C max.
Saccharification
pH = 4,5 - 5,5 ; T = 55 – 60 °C
Isomérisation
pH = 7,5 ; T = 55 – 60 °C
Risque élevé d’encrassement de l’électrode
Condition de procédé type – Echangeurs d’ions
Conductivité
< 30 µS/cm
pH et conductivité extrêmes au cours de la régénération de la
résine de l’échangeur d’ions
Conditions de procédé typiques – Microfiltration
Turbidité
< 10 FTU
Solutions METTLER TOLEDO
Électrode pH recommandée pour l’ajustage du pH dans les réservoirs d’eau de trempage, le contrôle des réactions hydrolitiques de l’amidon enzymatique et des échangeurs d’ions :
Séparation
de l'amidon
Fig. 1 Procédé de mouture et points de mesure en ligne
Boues d'amidon
pH
Modification
chimique
Amidon modifié
InPro 3250 i
Fig. 2 Procédé d’amidon modifié et point de mesure en ligne
pH
Boues d'amidon
pH/Cond
Échange
de cations
pH/Cond
Échange
de cations
Gélatinisation
pH/Cond
Échange d'anions
pH
Saccharification
pH
Isomérisation
du fructose
pH/Cond
Échange d'anions
Sirops de
glucose/fructose
Fig. 3 Procédé d’édulcorant à base d’amidon et points de mesure en ligne
2
Note d’application METTLER TOLEDO
Turbidité
Filtrage/
Décoloration
Turbidité
Filtrage/
Décoloration
InPro 4800 i
Procédés d’amidon optimisés
• InPro 3250
L’InPro 3250 est une électrode de pH pré-pressurisée à électrolyte
liquide, nécessitant peu de maintenance. Elle est destinée à la
mesure en ligne dans des applications exigeantes. Elle est également disponible avec la technologie ISM (Intelligent Sensor Management) offrant la fonction Plug and Measure et des diagnostics avancés.
• InTrac 787/785
La maintenance et le remplacement de l’électrode deviennent
des tâches rapides et aisées avec l’InTrac 787/785, et peuvent être
réalisées sans interruption du procédé. En position rétractée, la
vanne à boule isole complètement votre procédé.
Électrode de pH pour le contrôle des procédés de transformation
chimique de l’amidon:
• M400
La gamme de transmetteurs 4 fils M400 offre des fonctionnalités
ISM complètes, parmi lesquelles «Plug and Measure» et les diagnostics avancés. Il s’agit d’un transmetteur monovoie qui accepte les capteurs classiques (analogiques) ou les capteurs ISM.
• InPro 4800
Sa forte résistance aux milieux oxydants, solvants et solutions
acides et alcalines font de l’InPro 4800 la solution idéale pour
les applications industrielles les plus exigeantes, y compris en
présence de boues. Elle est également disponible avec la technologie ISM.
Supports rétractables recommandés pour les mesures dans les
boues :
• InTrac 777e
Le support rétractable comporte une chambre de rinçage dans
laquelle l’électrode peut être nettoyée et étalonnée si nécessaire,
sans interruption du procédé. Le support est équipé du système
de sécurité Tri-Lock qui accroît la sécurité du procédé et évite les
fuites du milieu du procédé.
Transmetteurs de pH recommandés :
• M420
Le M420 est un transmetteur 2 fils équipé de la technologie ISM.
Son fonctionnement intuitif le rend particulièrement facile à
utiliser. Il peut en outre communiquer via HART®.
• M800
Le transmetteur multivoie M800 accepte jusqu’à quatre capteurs
ISM. L’écran tactile garantit une grande facilité d’utilisation
tandis que l’iMonitor affiche les diagnostics de l’électrode à
l’aide de codes couleurs.
Transmetteur 4 fils M400
InTrac 777 e
Transmetteur
2 fils M420
InTrac 785
InTrac 787
Transmetteur multivoie
M800 avec écran
tactile couleur
Note d’application METTLER TOLEDO
3
Procédés d’amidon optimisés
• Technologie ISM
(Intelligent Sensor Management)
L’ISM, innovation révolutionnaire estampillée
METTLER TOLEDO, permet aux utilisateurs d’équipements
d’analyse industrielle de réduire significativement les frais de
maintenance des systèmes de mesure tout en optimisant la sécurité de leur procédé de production. Ses avantages :
• un pré-étalonnage fiable et précis des électrodes de pH en laboratoire ou en atelier
• des informations de diagnostic en ligne vous permettant de
programmer la maintenance ou le remplacement du capteur
• Système de nettoyage et d’étalonnage automatiques
Le système EasyClean 400 permet d’effectuer un nettoyage et un
étalonnage entièrement automatiques des points de mesure
du pH.
Système de mesure de turbidité recommandé pour le contrôle du
condensat et du filtrat :
• Trb 8300 / InPro 8400
Les sondes de turbidité InPro 8400 ont été optimisées pour proposer des résultats exacts et précis lorsque la turbidité est de
faible à moyenne. Grâce à sa conception en chambre de passage,
sa diversité de dimensions et de raccord procédé, la sonde
s’adapte facilement sur la conduite de votre procédé.
Sonde de conductivité recommandée pour le contrôle de l’échangeur d’ions :
• InPro 7000 VP
Cette sonde de conductivité à 2 électrodes est conçue pour mesurer avec une extrême précision des matières présentant une
conductivité très faible, voire moyenne.
Il constitue une solution d’automatisation optionnelle qui permet d’optimiser le rendement et d’améliorer la longévité de la
sonde tout en réduisant les frais de maintenance et l’utilisation
de consommables.
InPro 7000 VP
InPro 8400
Système de nettoyage et d’étalonnage
automatiques EasyClean 400
Pour plus d’informations, rendez-vous sur :
www.mt.com/pro
Mettler-Toledo Analyse Industrielle
30 Bd de Douaumont
75017 PARIS
Tél. +33 1 47 37 06 00
[email protected]
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