Méthodes courantes de séchage des fruits et légumes dans la production industrielle et leurs avantages et inconvénients

L'eau est le principal composant des fruits et légumes frais, dont la teneur varie généralement entre 70% et 95%. L'eau contenue dans les fruits et légumes existe sous trois formes différentes : l'eau libre, l'eau liée aux colloïdes et l'eau liée aux produits chimiques. L'eau libre se déplace à travers les capillaires et par osmose à l'intérieur des fruits et légumes, ayant une plus grande mobilité et étant facilement éliminée pendant le séchage. Une partie de l'eau liée aux colloïdes peut être éliminée pendant le séchage, tandis que l'eau liée aux produits chimiques ne peut généralement pas être éliminée par le séchage.

La principale raison du séchage des fruits et légumes est d'empêcher leur pourrissement et de prolonger leur durée de conservation. Le principe sous-jacent est que l'eau liée, qui ne peut être éliminée par le séchage, représente la teneur en eau d'équilibre du tissu du fruit ou du légume dans des conditions de séchage. Le processus de séchage par déshydratation transforme les fruits et légumes d'un état humide à un état sec, en éliminant une quantité importante d'eau libre et une partie de l'eau liée aux colloïdes. À mesure que la teneur en eau interne diminue, l'activité de l'eau diminue également, ce qui inhibe ou entrave la croissance microbienne et l'activité enzymatique dans les fruits et légumes, prolongeant ainsi leur durée de conservation.

Le processus de base consiste à transférer la chaleur d'une source de chaleur aux fruits et légumes, ce qui provoque une migration continue et une évaporation superficielle de l'humidité dans les tissus et les cellules, obtenant ainsi l'effet de séchage. Les fruits et légumes déshydratés conservent la plupart de leurs nutriments et, malgré certaines différences de goût et d'aspect par rapport aux fruits et légumes frais, leur taille plus petite, leur poids plus léger et leur facilité de transport les rendent populaires auprès des consommateurs.

1. Séchage solaire: Il s'agit de la méthode de séchage la plus ancienne, qui utilise l'énergie solaire pour sécher les fruits et les légumes. Elle est très rentable, ne nécessitant qu'un tranchage et une mise en place manuels. Toutefois, en raison de la lenteur du séchage et des changements importants de couleur et d'aspect des produits, cette méthode n'est pas adaptée à la production industrielle de masse et convient mieux à la production domestique ou à petite échelle.
2. Séchage à l'air chaud: Cette technique est la plus utilisée en raison de son faible coût et de sa facilité d'utilisation. Elle utilise de l'air chaud comme moyen de séchage pour vaporiser l'humidité de surface et transférer progressivement l'humidité de l'intérieur vers la surface du matériau. L'augmentation continue de la température de surface pendant le séchage crée un gradient de température qui peut empêcher la migration de l'humidité et ralentir le processus de séchage. Bien que le séchage à l'air chaud soit efficace, il peut entraîner une modification de la couleur des fruits et légumes et une perte des nutriments internes, ainsi que des problèmes tels que des temps de séchage longs, une faible efficacité énergétique et une diminution de la qualité du produit pendant le stockage.
3. Séchage par micro-ondes: Cette technique implique l'orientation et l'oscillation rapide de molécules polaires telles que l'eau sous un champ électromagnétique de micro-ondes, générant une chaleur significative par le biais d'interactions de type frictionnel. Les micro-ondes chauffent de préférence les molécules d'eau, ce qui permet à l'humidité de migrer de l'intérieur vers l'extérieur et de s'évaporer, réalisant ainsi un séchage rapide. Les micro-ondes présentent l'avantage de permettre un séchage rapide et un séchage simultané de l'intérieur et de l'extérieur. Toutefois, la consommation élevée d'énergie par unité, l'investissement initial substantiel en équipement et les risques potentiels pour la santé liés au rayonnement des micro-ondes sont des inconvénients notables. Certains pays ont restreint le chauffage des aliments par micro-ondes pour des raisons de santé.
4. Lyophilisation: Cette technique consiste à congeler rapidement l'humidité contenue dans la matière sous forme de glace, puis à éliminer l'eau par sublimation sous vide poussé et à basse température. Les produits lyophilisés conservent leur forme et leur structure interne, offrant une excellente qualité de réhydratation et préservant les nutriments, ce qui les rend particulièrement adaptés au séchage des aliments sensibles à la chaleur et oxydables. Bien qu'elle produise des produits séchés de haute qualité, la lyophilisation est limitée par sa vitesse lente, sa consommation d'énergie élevée par unité et l'investissement substantiel dans l'équipement, ce qui la rend moins faisable pour les petites et moyennes entreprises.
5. Séchage osmotique: Cette technique consiste à immerger les matériaux dans des solutions telles que le sucre ou l'eau salée, qui éliminent l'humidité par osmose. La déshydratation osmotique est rapide et n'a qu'un impact minimal sur l'intégrité structurelle de la matière, préservant efficacement la structure cellulaire, la couleur, le goût et les nutriments d'origine, tout en inhibant la croissance microbienne et en prolongeant la durée de conservation. Cette technique est principalement utilisée pour la production de fruits confits et de légumes marinés.
6. Pompe à chaleur pour le séchage: Cette technologie permet d'extraire la chaleur d'une source à basse température et de l'utiliser efficacement à une température plus élevée. Récemment, la technologie des pompes à chaleur a été de plus en plus utilisée pour le séchage des produits aquatiques, des produits médicinaux et des sous-produits agricoles. Ses principes sont similaires à ceux du séchage à l'air chaud, mais avec des sources de chaleur différentes, offrant des avantages tels que des produits séchés de haute qualité, des économies d'énergie et l'absence de pollution.
7. Séchage par infrarouge: Le rayonnement infrarouge chauffe directement les molécules d'eau présentes dans la matière, ce qui entraîne une augmentation de la température et une évaporation de l'humidité, permettant ainsi la déshydratation. Le principe repose sur la diffusion de l'humidité de l'intérieur vers la surface du fruit ou du légume, où elle s'évapore dans le milieu ambiant. Les rayons infrarouges peuvent pénétrer jusqu'à une certaine profondeur dans les fruits et légumes.

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