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#Actualités du secteur
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Applications R&D pour les extrudats d'aliments pour aquariums
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Essais à l'échelle du laboratoire pour déterminer la pertinence pour les espèces et la durabilité
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Fournir un approvisionnement adéquat en protéines à la population mondiale en constante augmentation est un défi mondial de taille. La consommation de poisson et de fruits de mer est traditionnellement ancrée dans de nombreuses cultures diététiques et recommandée comme source importante de protéines pour l'amélioration nutritionnelle. Cependant, compte tenu de la situation actuelle de la surpêche dans les océans du monde entier, il est nécessaire de trouver d'autres autochtones : Ici, l'aquaculture offre une solution. En conséquence, le rendement annuel mondial de l'aquaculture, qui s'élève à environ 100 millions de tonnes depuis 2015, a dépassé la quantité de " prises sauvages " destinées à la consommation humaine. La poursuite de la croissance est acquise d'avance : On prévoit une augmentation de 50 pour cent de la production au cours des deux prochaines décennies.
Aquacultures en plein essor : Quels aliments pour quelles espèces ?
Nous avons discuté avec Julian Foerster (JF) et Michael Landers (ML), les techniciens d'application du laboratoire d'extrusion de Bra-bender, de l'utilisation de produits extrudés sur mesure pour résoudre les problèmes auxquels l'industrie de l'alimentation aquatique est actuellement confrontée
Aliments extrudés pour animaux aquatiques - où la demande existe-t-elle ?
JF : Qu'il s'agisse de piscicultures avec des systèmes à circulation continue, des cages en filet ou des systèmes de recirculation préservant les ressources tels que les fermes aquaponiques ou offshore - tous ces poissons et crustacés ont besoin de nourriture ; près de 40 millions de tonnes par an dans le monde. 70 pour cent sont produits par les principaux producteurs d'aliments aquacoles de la région Asie-Pacifique, en particulier en Chine, 10 pour cent viennent d'Amérique latine et 10 pour cent d'Europe. Bien sûr, il faut faire la différence entre les espèces qu'il faut nourrir. Actuellement, 30 pour cent de la production est utilisée pour la reproduction de la carpe, 15 pour cent pour les crustacés, suivis par le tilapia, le poisson-chat, le saumon et la truite d'élevage.
ML : Les produits extrudés offrent des possibilités de création de tendances prometteuses de succès sur le marché et d'innovation dans la mise au point d'aliments adaptés à chaque espèce sur une base pratique. Il n'existe pratiquement aucun autre procédé qui offre autant de possibilités de remodelage complet d'une matrice d'alimentation aquatique. Pour cette raison, les presses à granuler purement mécaniques ont été de plus en plus remplacées par une technologie d'extrusion ultramoderne pour la production. Aujourd'hui, les extrudeuses de laboratoire sont donc des "outils" nécessaires pour les développeurs de produits dans les entreprises ainsi que dans les universités et les instituts de recherche. Avec le TwinLab-F 20/40, Brabender a maintenant présenté son modèle haut de gamme actuel pour le monde des laboratoires de R&D.
Quel est le "bon" aliment pour une espèce ?
JF : Tout d'abord, nous devons déterminer les matières premières et leur pourcentage de protéines et de glucides qui sont pratiques pour diverses applications de produits. Il est d'abord nécessaire de déterminer la tendance de l'aliment à flotter ou à couler, en fonction des habitudes alimentaires du type de poisson spécifique. En principe, les poissons de fond, comme la carpe et le poisson-chat, ont tendance à manger des aliments flottants, ce qui peut aussi être une question de formation. Le saumon et la truite préfèrent les aliments qui coulent lentement, les crevettes, par contre, comme les aliments qui coulent rapidement.
ML : En conséquence, il est nécessaire de sélectionner différentes options de process pour la production. Pour l'alimentation flottante, y compris l'alimentation suspendue ou s'enfonçant lentement, nous fonctionnons par extrusion à chaud à des températures supérieures à 100°C. Il en résulte une bonne expansion des pastilles. Pour l'alimentation par immersion, c'est-à-dire la production de pastilles à immersion rapide avec une expansion minimale, l'extrusion à froid est la méthode préférable.
Quels sont les défis à relever en laboratoire ?
ML : L'expansion d'un produit dépend, entre autres, du taux d'humidité et de la recette en général, en particulier du pourcentage de protéines, de glucides et de matières grasses dans le mélange initial, qui varie également selon l'espèce et l'ichthyologie. En tant que développeur de produits, nous pouvons le déterminer précisément en laboratoire. Le TwinLab nous permet de mettre différentes compositions et recettes sur le banc d'essai. Le degré d'expansion peut être ajusté et modifié à l'aide de paramètres de processus variables. Le plus important est la cohésion optimale des constituants afin d'éviter la désintégration des granulés. Cela nous permet de tester les caractéristiques du produit pour nous assurer que les recettes sont bien adaptées au type de poisson et au mode d'élevage. Par exemple, certaines espèces ont besoin d'un pourcentage élevé de graisse dans l'alimentation, mais trop d'huile retarde l'expansion - ici, nous pouvons examiner les maximums possibles en utilisant le TwinLab. Et bien sûr, c'est l'inverse qui est vrai lorsqu'il s'agit de déterminer les quantités minimales d'ingrédients, par exemple pour optimiser les caractéristiques d'enfoncement. Ceci peut être réglé en ajoutant de l'eau, entre autres choses, ce qui permet de sécher les pellets.
JF : Pour une conception de produit durable et tournée vers l'avenir - mot-clé : durabilité - la tendance s'éloigne de l'utilisation de farine de poisson ou de produits dérivés de la pêche commerciale. Au lieu de cela, il est nécessaire d'étudier quelles sources de protéines avec quelles caractéristiques et quels pourcentages sont compatibles avec l'extrusion.
Selon vous, quelles sont les sources alternatives de matières premières susceptibles d'être utilisées pour l'extrusion d'aliments pour aquariums ?
ML : Dans notre laboratoire d'applications, nous avons déjà acquis une grande expérience dans le développement de produits. Surtout avec les farines et les gruaux de légumineuses - pas seulement le soja, mais aussi les pois et les lupins. Ou une plus grande utilisation des sources classiques de protéines et de glucides comme le maïs, le blé et le riz. Compte tenu de la situation nutritionnelle mondiale, ces aliments peuvent être utilisés plus efficacement pour l'alimentation aquatique que pour l'alimentation des animaux domestiques. Et compte tenu de la superficie limitée disponible pour les matières premières végétales, les sous-produits de céréales devraient être étudiés comme ingrédients pour l'alimentation des aquariums. Par exemple, je pense ici aux sons de céréales provenant de moulins ou au gluten de maïs provenant de l'industrie de l'amidon. D'autres applications évidentes sont les plantes marines telles que les algues ou le varech comme sources de protéines élevées pour l'alimentation des piscicultures : Dans ce cas, il serait possible de déterminer à l'échelle du laboratoire quels pourcentages d'un mélange d'aliments pour poissons peuvent être extrudés ou comment on peut l'optimiser sur le plan technologique.
JF : Les protéines d'insectes offrent une perspective pour la recherche et le développement dans le domaine de l'alimentation aquatique. Au laboratoire d'applications Brabender, nous avons effectué nos propres tests dans le but de remplacer la farine de poisson par une protéine d'insecte composée de Hermetia illucens (mouche noire du soldat) comme matière première. Les premiers résultats sont très prometteurs : En ce qui concerne les paramètres rhéologiques de l'extrusion ainsi que les propriétés nutritives des produits extrudés, qu'ils soient sous forme de granulés ou broyés. Sur les marchés d'Asie de l'Est en particulier, je vois de bonnes perspectives à cet égard, car les coutumes alimentaires traditionnelles n'ont pas de réserves quant à l'utilisation des insectes dans les menus.
Que peut faire le nouveau TwinLab pour l'extrusion en laboratoire ?
ML : Eh bien, je pourrais continuer pendant des heures à ce sujet. Mais je tiens à souligner deux arguments principaux en faveur du développement pratique de produits avec des extrudeuses de laboratoire telles que le TwinLab au lieu d'une manipulation expérimentale du processus de production. D'une part, vous pouvez varier vos idées d'application d'une grande variété de façons en ce qui concerne la matière première, la formulation, la configuration de l'extrudeuse et le produit. Deuxièmement, vous avez la possibilité d'établir des méthodes pour mesurer vos paramètres de qualité à l'avance, de la matière première au produit final. Avec une largeur de 60 centimètres, notre nouveau TwinLab s'intègre également dans les laboratoires les plus étroits.
JF : La gamme d'applications se concentre principalement sur le développement de recettes et de produits ou sert à l'optimisation des processus de production. La nouvelle TwinLab est une extrudeuse à deux vis de la taille d'un laboratoire. Nous l'avons utilisé pour tester des produits avec une large gamme de formes, de couleurs et de saveurs. Pendant le développement, il était important pour nous d'être en mesure de respecter des conditions de traitement réalistes. Ceci réduit les coûts pour nos clients et est constamment orienté vers la qualité. Vous avez besoin de beaucoup moins de temps pour vos tests, vous économisez sur le matériel et vous n'avez presque pas de perte de produit. Et pour finir, et non des moindres : Dans la production quotidienne, vous n'avez pas à vous soucier des effets négatifs sur votre système de gestion de la qualité en cours. Cela permet à l'entreprise de réaliser facilement un retour sur investissement.
Où voyez-vous des avantages liés à l'application pour le développement de produits ?
ML : Sur toute la longueur de la gaine, quatre zones de chauffage et de refroidissement assurent des températures optimales dans chaque zone de process. Des vitesses de vis allant jusqu'à 1200 tours par minute offrent aux utilisateurs une grande flexibilité en ce qui concerne l'énergie mécanique spécifique, appelée PME pour la brièveté. En tant qu'extrudeuse à deux vis, le TwinLab permet le traitement d'une grande variété de matières premières, ainsi que l'analyse de leurs caractéristiques de viscosité et de plasticité. En effet, tous les éléments de transport, de malaxage et de mélange peuvent être configurés individuellement en fonction de la séquence du processus. La conception du module permet une con-figuration variable pour la simulation du produit avec différentes forces de cisaillement, ce qui rend l'appareil adapté à des applications très variées. Enfin, j'aimerais mentionner une autre caractéristique importante pour l'utilisation quotidienne en laboratoire : L'unité de traitement est séparée horizontalement et peut être repliée verticalement - ce que seuls quelques modèles comparables sur le marché offrent. Cela permet non seulement d'évaluer visuellement les différentes étapes de traitement, mais aussi d'enlever facilement les vis et de les nettoyer rapidement.
JF : Pour les applications d'alimentation aquatique, nous avons produit principalement des granulés cylindriques, ou des produits expansés avec la tête de filière ronde - et un dispositif de coupe supplémentaire. Les quatre ouvertures de dosage supérieures et les deux ouvertures latérales du TwinLab permettent également d'introduire des additifs liquides ou granulés tels que des huiles, des vitamines, des concentrés minéraux ou des colorants. Je pense par exemple aux acides gras oméga-3 ou carotènes, qui sont d'une importance capitale pour les producteurs d'aliments aquacoles et leurs fournisseurs. Dans le domaine de la recherche et du développement, il existe de nombreux projets de coopération entre la science et l'industrie, que Brabender est fier de soutenir avec son expertise en matière d'extrusion. Mais plus encore : Nous invitons nos clients à visiter notre centre de service à la clientèle et de technologie à Duisburg pour découvrir les possibilités de notre extrusion en laboratoire et faire l'expérience de l'utilisation du nouveau TwinLab par eux-mêmes.
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