La production de snacks fait appel à une série de transformations thermiques : l’amidon se gélatinise, l’humidité est éliminée, la pâte se dilate et le produit est frit, torréfié ou séché. La vapeur apporte une grande partie de cette énergie : en se condensant, la vapeur saturée libère sa chaleur latente à une température constante et réglable, rapidement et uniformément.
Cette page présente les utilisations de la vapeur dans la fabrication de snacks, les exigences de chaque application et l’importance du profil de consommation pour choisir un générateur de vapeur.
La vapeur intervient à plusieurs endroits de la ligne, indirectement par des doubles enveloppes, des serpentins et des échangeurs de chaleur, ou directement par injection dans le produit ou le flux de procédé. Le choix dépend du procédé et de la qualité de vapeur disponible.
Toutes les étapes de chauffage des snacks n’emploient pas la vapeur. Les fours à chips de tortilla fonctionnent souvent au gaz, tandis que les friteuses sont fréquemment chauffées à l’huile thermique ou par combustion directe. La vapeur convient lorsqu’il faut une chaleur propre, indirecte et réglable, ou lorsqu’un réseau de vapeur central dessert déjà l’usine.
Pour les snacks soufflés directement, les produits céréaliers et les produits expansés, le mélange brut est généralement hydraté et chauffé dans un préconditionneur avant l’extrusion. L’injection directe de vapeur augmente simultanément l’humidité et la température et amorce la gélatinisation de l’amidon. L’extrudeuse consomme ainsi moins d’énergie mécanique spécifique (SME), ce qui réduit l’usure de la vis et du fourreau. La vapeur sert aussi à régler la température des doubles enveloppes du fourreau. Son débit doit rester stable : toute variation modifie l’humidité et la température à la filière, puis l’expansion et la masse volumique apparente.
La masa des chips de tortilla est obtenue en cuisant le maïs dans une solution alcaline (nixtamalisation), généralement par lots dans des cuves chauffées à la vapeur ou des cuiseurs verticaux fermés, puis en le laissant tremper. Les légumineuses, céréales et mélanges d’amidon destinés aux pellets et aux snacks formés sont également cuits dans des cuves à double enveloppe ou à la vapeur directe. Les temps de cuisson dépendent du produit : la demande suit donc le rythme des lots.
Les lignes de chips de pomme de terre utilisent souvent l’épluchage à la vapeur. Les pommes de terre sont exposées quelques secondes à de la vapeur haute pression (au-dessus de 150 °C), puis la cuve est rapidement dépressurisée. L’eau sous la peau se vaporise brusquement et la détache ; des brosses ou des jets peuvent alors l’enlever avec peu de perte de chair. Le blanchiment et le préchauffage utilisent également la vapeur ou de l’eau chauffée à la vapeur.
Les friteuses sont chauffées au gaz en combustion directe, à l’huile thermique ou à la vapeur. Les friteuses à vapeur utilisent un échangeur interne et maintiennent l’huile vers 170–190 °C. La vapeur chauffe aussi les réservoirs et conduites d’huile et maintient l’huile d’assaisonnement fluide.
Les pellets, snacks cuits au four et nombreux produits extrudés sont séchés jusqu’à une faible humidité finale. Des échangeurs vapeur-air fournissent un air de séchage chaud et propre, sans exposer le produit aux gaz de combustion.
La vapeur sert à humidifier les fours, à préchauffer l’eau de procédé et à chauffer les bains alcalins des bretzels ainsi que les équipements de blanchiment et de torréfaction des fruits à coque.
Les lignes de snacks, surtout les friteuses, exigent des lavages et des cycles de nettoyage en place (NEP) fréquents. La vapeur chauffe les solutions de nettoyage et l’eau de rinçage, et produit l’eau chaude nécessaire à l’assainissement entre deux fabrications.
Le chocolat et les enrobages composés destinés aux snacks enrobés, barres et bouchées sont fondus, maintenus en température et tempérés dans des cuves, conduites et tempéreuses à double enveloppe. Leur chauffage se fait généralement à l’eau chaude, souvent produite par un échangeur à vapeur, pour apporter une chaleur indirecte douce et éviter les points chauds.
Les barres de céréales, bouchées, fruits à coque glacés, snacks aux fruits et confiseries gélifiées emploient des sirops de sucre cuits, du caramel et des mélanges d’amidon ou de pectine. Ceux-ci sont cuits dans des cuves à double enveloppe chauffées à la vapeur ou dans des échangeurs. La température finale détermine la teneur en matières solides dissoutes et donc la texture du produit fini.
La vapeur sert au blanchiment et à la pasteurisation des fruits à coque et des graines. L’air chauffé à la vapeur ou les doubles enveloppes contribuent à la torréfaction et au séchage.
Les puddings, crèmes, fromages et snacks laitiers, ainsi que les produits similaires, sont cuits et pasteurisés dans des cuves à double enveloppe ou à la vapeur directe. Le temps de maintien et la température font partie de la validation de la sécurité alimentaire.
Dans la fabrication de snacks, confiseries et desserts, le goût, la texture, la couleur, l’expansion et la durée de conservation dépendent de la température, du temps et de l’humidité. Ces paramètres doivent être reproduits d’un lot à l’autre. Une chaleur de procédé stable rend la recette reproductible.
Le tempérage vise à cristalliser le beurre de cacao sous la bonne forme en passant par des paliers de température définis. Les tolérances sont étroites. Un fluide de chauffage instable entraîne un blanchiment gras, une mauvaise cassure et une épaisseur d’enrobage irrégulière.
La température d’ébullition d’un sirop de sucre dépend directement de sa teneur en matières solides dissoutes. La température de cuisson détermine l’humidité finale et donc le moelleux ou le croquant. Quelques degrés d’écart suffisent à modifier le produit.
L’humidité et la température à la sortie du préconditionneur déterminent la cuisson de l’amidon et l’expansion à la filière, donc la densité et le croquant du produit.
La température de l’huile influence l’absorption d’huile, la couleur, le goût et la formation de composés indésirables comme l’acrylamide. Elle est donc maintenue dans une plage étroite.
L’humidité finale et l’activité de l’eau déterminent le croquant et la stabilité microbiologique. Elles dépendent d’une température et d’une humidité de l’air stables.
La durée et la température sont des paramètres validés de sécurité alimentaire. L’apport de chaleur doit donc atteindre et maintenir de manière fiable les valeurs spécifiées.
La vapeur convient à cette précision, car la température de la vapeur saturée est fixée par sa pression. Une pression stable assure une température de chauffage stable ; la condensation transmet la chaleur à cette température constante sans gradient dans l’échangeur. Une variation de pression de ±0,5 bar représente environ ±2 à 2,5 °C à la surface chauffante. Maintenir la pression malgré les variations de charge contribue à la régularité du produit.
À chaque pression correspond une température fixe de vapeur saturée : la pression de service fixe donc la température maximale du procédé. Le transfert de chaleur exige aussi un écart de température. La pression de vapeur doit correspondre à une température supérieure à celle du produit ou de l’huile.
Quand la vapeur touche le produit, notamment lors du préconditionnement, de la cuisson directe ou de l’humidification d’un four, elle entre dans le flux alimentaire. Le traitement de l’eau d’alimentation, la production et la distribution de vapeur doivent respecter les exigences de sécurité alimentaire applicables. La vapeur industrielle ordinaire ne convient pas automatiquement.
Les générateurs de vapeur Clayton répondent aux autres exigences grâce à un serpentin unique à circulation forcée. L’eau devient vapeur en un seul passage dans le serpentin, la puissance de chauffe suit le débit d’eau et un séparateur à aubes fixes élimine l’humidité.
Les usines de snacks consomment rarement de la vapeur à débit constant. Le démarrage des friteuses et des séchoirs, les changements de produits, la cuisson par lots et les cycles de NEP provoquent de fortes hausses de demande, suivies de longues périodes proches de la charge de base. Le système doit être efficace tant à la pointe qu’à faible charge et redémarrer rapidement à froid après une nuit ou un week-end d’arrêt.\n\nUne chaudière traditionnelle à grand volume d’eau est généralement dimensionnée pour la pointe. Elle fonctionne donc souvent à charge partielle, avec des pertes en attente et par cycles, et sa pression peut chuter lors d’une hausse soudaine de la demande. Son important volume d’eau met du temps à monter en pression : les usines la gardent chaude pendant la nuit ou perdent du temps de production au début du poste. Le faible volume d’eau d’un générateur Clayton et sa puissance de chauffe adaptée au débit permettent à la production de vapeur de suivre la demande et de maintenir des conditions stables pour des recettes reproductibles.
La quasi-totalité de l’énergie utile de la vapeur saturée est sa chaleur latente. Par exemple, une batterie de chauffage d’air de 1 200 kW pour un séchoir, alimentée à 8 bar relatifs, nécessite environ 2 130 kg/h de vapeur sèche. Avec une siccité de 95 % seulement, la même puissance demande environ 5 % de vapeur en plus. L’eau entraînée forme un film sur les surfaces d’échange, surcharge les purgeurs et peut provoquer des coups de bélier. En injection directe, la vapeur humide ajoute de l’eau non maîtrisée au préconditionneur et à l’alimentation de l’extrudeuse.\n\nDans une chaudière traditionnelle, l’entraînement d’eau lors des variations de charge perturbe l’injection directe et encrasse les échangeurs, d’où des variations du produit. Clayton annonce une qualité de vapeur supérieure à 99 %, avec moins de 1 % d’humidité.
Dans une usine de snacks, la qualité de la vapeur et la rapidité de réponse se reflètent dans le produit : l’humidité à l’entrée de l’extrudeuse, la température de l’huile de friture et celle de l’air du séchoir en dépendent. Comme la demande est cyclique, le bon générateur reste efficace à charge partielle, démarre vite et fournit une vapeur sèche malgré les variations de charge. Sa puissance nominale maximale ne suffit pas à elle seule. Les générateurs de vapeur à serpentin Clayton sont conçus pour ces exigences.
Clayton est un fabricant mondial de solutions de vapeur industrielles. La production et l’ingénierie européennes sont assurées depuis 1961 à Bornem, en Belgique, où Clayton of Belgium agit en tant que siège EMEA et principal site de production pour l’Europe, le Moyen-Orient et l’Afrique. Le siège mondial du groupe Clayton est situé en Californie, avec des installations de production complémentaires au Mexique et en Europe, ainsi que des filiales en France, en Allemagne, aux Pays-Bas, en Espagne et au Royaume-Uni.
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