par Brabender, Allemagne
Fournir un approvisionnement adéquat en protéines à la population mondiale en constante augmentation est un énorme défi mondial. La consommation de poisson et de fruits de mer est traditionnellement ancrée dans de nombreuses cultures alimentaires et recommandée comme source importante de protéines pour l'amélioration nutritionnelle.
Cependant, compte tenu de la situation actuelle des océans surexploités dans le monde, il faut trouver des alternatives :Ici l'aquaculture apporte une solution. Par conséquent, le rendement annuel mondial de l'aquaculture, soit environ 100 millions de tonnes depuis 2015, a dépassé la quantité de « captures sauvages » pour la consommation humaine.
La poursuite de la croissance est une fatalité :une augmentation de 50 pour cent de la production est prévue pour les deux prochaines décennies.
Aquacultures en plein essor :Quelle alimentation pour quelle espèce ?
Nous avons parlé avec Julian Foerster (JF) et Michael Landers (ML), les techniciens d'application du laboratoire d'extrusion de Brabender, sur l'utilisation de produits extrudés sur mesure pour résoudre les problèmes auxquels est actuellement confrontée l'industrie de l'alimentation aquacole.
Aquafeed extrudé – Où existe-t-il la demande ?
JF : Qu'il s'agisse de pisciculture avec des systèmes à flux continu, 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, notamment en Chine, 10 pour cent viennent d'Amérique latine, et un autre 10 pour cent d'Europe. Bien sûr, il faut différencier les espèces à nourrir.
Actuellement, 30 pour cent de la production est utilisé pour l'élevage de la carpe, 15 pour cent est requis pour les crustacés, suivi du tilapia, Poisson-chat, Saumon, et les élevages de truites.
ML : Les produits extrudés offrent des possibilités de création de tendances prometteuses de succès sur le marché et d'innovation de produits en développant l'alimentation appropriée pour chaque espèce sur une base pratique. Il n'y a pratiquement aucun autre procédé qui offre autant de potentiel pour remodeler entièrement une matrice aquafeed.
Pour cette raison, les presses à granuler purement mécaniques ont été de plus en plus remplacées par une technologie d'extrusion de pointe 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.
Quelle est la « bonne » alimentation pour une espèce ?
JF : 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 faut d'abord déterminer la tendance des aliments à flotter ou à couler, selon les habitudes alimentaires du type spécifique de poisson.
En principe, les aliments flottants ont tendance à être consommés par les poissons de fond tels que la carpe et le poisson-chat, ce qui peut aussi être une question de formation. Le saumon et la truite préfèrent les aliments qui coulent lentement, crevette, par contre, comme la nourriture qui coule rapidement.
ML : En conséquence, il est nécessaire de sélectionner différents paramètres de processus pour la production. Pour l'alimentation flottante, y compris les aliments suspendus ou coulant lentement, nous fonctionnons par extrusion à chaud à des températures supérieures à 100°C. Il en résulte une bonne expansion des granulés. Pour couler l'alimentation, c'est-à-dire la production de granulés coulant rapidement avec une expansion minimale, l'extrusion à froid est la méthode préférable.
Quels défis doivent être résolus en laboratoire ?
ML : Qu'un produit se développe ou non dépend, entre autres, sur la teneur en eau ainsi que généralement de la recette, en particulier le pourcentage de protéines, les glucides, et de la matière grasse dans le mélange initial, qui varie aussi ichtyologiquement selon les espèces.
En tant que développeur de produits, nous pouvons le déterminer précisément en laboratoire. Le TwinLab nous permet de mettre diverses compositions et recettes sur le banc d'essai. Le degré d'expansion peut être ajusté et modifié avec des paramètres de processus variables.
Le plus important est une cohésion optimale des constituants pour empêcher les pastilles de se désintégrer. Cela nous permet de tester les caractéristiques du produit pour s'assurer que les recettes sont bien adaptées au type de poisson et au mode d'élevage.
Par exemple, certaines espèces nécessitent un pourcentage élevé de graisse dans l'alimentation, cependant, trop d'huile retarde l'expansion - ici, nous pouvons examiner les maximums possibles à l'aide du TwinLab. Et naturellement, l'inverse est vrai, lorsqu'il est nécessaire de déterminer les quantités minimales d'ingrédients, par exemple. pour l'optimisation des caractéristiques d'enfoncement. Cela peut être réglé en ajoutant de l'eau, entre autres, moyennant quoi les pastilles sont ensuite séchées.
JF : Pour l'avenir, conception de produits durables – mot-clé :durabilité – la tendance s'éloigne de l'utilisation de farine de poisson ou de sous-produits de la pêche commerciale. Au lieu, il est nécessaire d'étudier quelles sources de protéines avec quelles caractéristiques et pourcentages sont compatibles avec l'extrusion.
Selon vous, quelles sources alternatives de matières premières ont un potentiel d'application pratique pour l'extrusion d'aliments aquacoles ?
ML : Dans notre laboratoire d'applications, nous avons déjà accumulé une grande expérience dans le développement de produits. Particulièrement avec de la farine et des gruaux de légumineuses - pas seulement du soja, mais aussi des pois et des lupins, ou une plus grande utilisation des sources classiques de protéines et de glucides comme le maïs, blé, et du riz.
Compte tenu de la situation nutritionnelle mondiale, ceux-ci peuvent être utilisés plus efficacement comme aliments aquacoles que pour nourrir les animaux domestiques. Et compte tenu de la superficie limitée disponible pour les matières premières végétales, les sous-produits des céréales devraient être étudiés en tant qu'ingrédients pour l'alimentation aquacole.
Par exemple, Je pense ici aux sons de céréales des moulins ou au gluten de maïs de l'industrie de l'amidon. D'autres applications évidentes sont les plantes marines telles que les algues ou le varech en tant que sources nutritionnelles à haute teneur en protéines pour les fermes piscicoles :ici, il serait possible de clarifier à l'échelle du laboratoire quels pourcentages dans un mélange d'aliments pour poissons sont adaptés à l'extrusion ou comment cela peut être optimisé technologiquement.
JF : Les protéines d'insectes offrent une perspective pour la recherche et le développement dans le domaine de l'alimentation aquacole. Au laboratoire d'applications Brabender, nous avons mené nos propres tests dans le but de remplacer la farine de poisson par des protéines d'insectes constituées d'Hermetia illucens (mouche soldat noir) comme matière première. Les premiers résultats sont assez prometteurs :Au niveau des paramètres rhéologiques d'extrusion ainsi que des propriétés nutritives alimentaires des produits extrudés, que ce soit sous forme de pellets ou de sol.
En particulier sur les marchés d'Asie de l'Est, Je vois de bonnes perspectives pour cela, car les coutumes alimentaires traditionnelles n'ont pas de réserves quant à l'utilisation d'insectes dans les menus.
Que peut faire le nouveau TwinLab pour l'extrusion à l'échelle du laboratoire ?
ML : Bien, Je pourrais continuer pendant des heures à ce sujet. Mais je tiens à souligner deux arguments principaux pour le développement de produits pratiques avec des extrudeuses de laboratoire telles que le TwinLab au lieu d'une manipulation expérimentale du processus de production.
Pour un, vous pouvez varier vos idées d'application dans une grande variété de façons en ce qui concerne la matière première, formulation, configuration de l'extrudeuse, et produit. Deuxièmement, vous avez la possibilité d'établir des méthodes de mesure de vos paramètres de qualité en amont de la matière première au produit final. D'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. Le nouveau TwinLab est une extrudeuse à double vis de la taille d'un laboratoire.
Nous l'avons utilisé pour tester des produits avec une large gamme de formes, couleurs, et saveurs. Au cours du développement, il était important pour nous de pouvoir respecter des conditions de traitement réalistes. Cela réduit les coûts pour nos clients et est systématiquement axé sur la qualité.
Vous avez besoin de beaucoup moins de temps pour vos tests, économiser du matériel, et n'ont presque aucun gaspillage de produit. Enfin, mais pas 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 de réaliser facilement un retour sur investissement dans l'entreprise.
Où voyez-vous les avantages liés aux applications pour le développement de produits ?
ML : Sur toute la longueur de la doublure, quatre zones de chauffage et de refroidissement fournissent des températures optimisables dans chaque zone de processus. 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, appelé PME pour la brièveté.
En tant qu'extrudeuse à double vis, le TwinLab permet de traiter une grande variété de matières premières, ainsi que l'analyse de leurs caractéristiques de viscosité et de plasticité. C'est parce que tout transport, pétrissage, et les éléments de mélange peuvent être configurés individuellement en fonction de la séquence de processus.
La conception du module permet une configuration variable pour la simulation du produit avec différentes forces de cisaillement, rendant l'appareil adapté à des applications très variées. Et enfin, Je voudrais mentionner une autre caractéristique importante pour une 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 proposent. Cela permet non seulement une évaluation visuelle des étapes de traitement individuelles, mais permet également un retrait pratique des vis et un nettoyage rapide.
JF : Pour les applications d'alimentation aquacole, nous avons produit principalement des pastilles 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 latérales du TwinLab permettent également d'ajouter des additifs liquides ou granulés tels que des huiles, vitamines, et des concentrés minéraux ou colorants à introduire.
Par exemple, Je pense ici aux acides gras oméga-3 ou aux 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, dont Brabender est fier de soutenir l'aquafeed du futur avec son expertise liée à l'extrusion.
Mais plus encore :nous aimerions inviter les clients à visiter notre centre client et technologique à Duisbourg et voir les capacités de notre extrusion à l'échelle du laboratoire et découvrir le nouveau TwinLab en fonctionnement par eux-mêmes.
