Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Barquette sous atmosphère modifiée“

L'influence de l'emballage sur la dynamique de l'écoulement d'air au sein des palettes ajourées de produits horticoles est cruciale pour maintenir les températures recommandées et garantir leur uniformité. Cette condition est essentielle pour préserver la qualité des produits, en particulier ceux à forte périssabilité, où le conditionnement en plusieurs couches, tel que le système "Multi-packaging", est courant. Le « Multi-package » comprend un emballage primaire (unité de vente au consommateur) tel qu'une barquette et un emballage secondaire tel qu'un colis. Un emballage primaire non ventilé sous Atmosphère Modifiée (MAP) peut agir comme une barrière entre l'air froid et le produit, ce qui peut avoir un impact notable sur les transferts convectifs et donc sur les cinétiques de refroidissement. Cependant, aucune étude n'a examiné l'impact de la conception aéraulique de l'emballage secondaire (colis), de la forme géométrique des MAPs et de leur mode de conditionnement au sein d'un colis sur l'uniformité de la ventilation et donc du refroidissement des produits palettisés.L'approche scientifique de cette thèse repose sur le développement et l'utilisation d'outils numériques et expérimentaux visant à caractériser et à prédire les hétérogénéités de ventilation, des transferts de chaleur et des cinétiques de refroidissement à l'échelle d'une demi-couche d'une palette de fraises conditionnées dans un système de « multi-packaging ». Cela inclut des colis ajourés conditionnés avec des barquettes hermétiques représentant les MAPs.Les expériences comprennent des mesures du coefficient de transfert de chaleur convectif (CHTC) à l'aide de fluxmètres sur les parois des barquettes, le suivi des températures des fraises pendant le refroidissement, ainsi que des mesures de vitesse à l'intérieur des colis, réalisées par vélocimétrie laser (Laser Doppler Velocimetry). L'analyse des résultats aérauliques et thermiques permet de mieux comprendre l'effet de la conception de l'emballage secondaire (colis) sur la distribution des écoulements d'air et leur homogénéité autour des barquettes, sur les transferts convectifs qu'ils induisent et sur les temps caractéristiques de refroidissement au sein des barquettes.Un modèle numérique CFD (RANS) 3D a été développé en régime instationnaire avec le code ANSYS-Fluent. Dans cette approche de modélisation, l'intérieur des barquettes a été simulé comme un bloc solide avec des caractéristiques thermiques équivalentes à un milieu poreux: fraises + air. La validation de ce modèle a été réalisée par des comparaisons avec les données expérimentales (vitesse et température) obtenues en cellule d'essai, avec des conditions maîtrisées de température et de vitesse de l'air. Ce modèle permet d'examiner l'influence des principaux paramètres géométriques et aérauliques, tels que l'effet de l'ajout d'orifices, de l'épaisseur de la lame d'air au-dessus des barquettes ou les dimensions de l'orifice trapézoïdal, sur la circulation d'air au sein des colis et sur les cinétiques de refroidissement des barquettes. De plus, le modèle CFD est couplé avec un modèle de qualité pour évaluer l'effet de l'hétérogénéité de refroidissement au sein d'un colis sur l'hétérogénéité de la qualité des fraises. Les simulations numériques ont mis en évidence qu' un orifice trapézoïdal plus large que celui du design actuel des colis permet d'obtenir de meilleurs résultats, avec une légère amélioration du refroidissement des fraises, une réduction légère de la détérioration des produits au sein d'un colis par rapport au design actuel, ainsi qu'une réduction significative de la perte de charge, ce qui influence la consommation d'énergie
The influence of packaging on the airflow dynamics within ventilated pallets of horticultural products is crucial for maintaining recommended temperatures and ensuring their uniformity. This condition is essential to preserve the quality of the products, particularly for highly perishable products, where multi-packaging system is common.Multi-package includes primary packaging (for consumer sales), such as clamshells, and secondary packaging, such as corrugated trays. Non-ventilated primary packaging, like Modified atmosphere packaging (MAP), can act as a barrier between the cold air and the product, significantly affecting the cooling rate. However, no studies have examined the impact of the aeraulic design of the tray, the geometric shape of the MAPs, and their packaging mode within a tray on the uniformity of ventilation and, thus, the cooling of palletised products.The scientific approach of this thesis relies on the development and use of numerical and experimental methods to characterize and predict ventilation heterogeneities, heat transfer and cooling kinetics at the scale of a half layer of a pallet of strawberries conditioned in a multi-packaging system. This involves ventilated trays and airtight clamshells representing the MAPs.The experiments include measurements of the convective heat transfer coefficient (CHTC) using flux sensors on the walls of the clamshells, monitoring the temperatures of strawberries during cooling, and velocity measurements inside the trays, conducted using Laser Doppler Velocimetry (LDV). The analysis of the aerodynamic and thermal results allows for a better understanding of the effect of the design of the secondary packaging (tray) on the airflow distribution and uniformity around the clamshells, on the convective transfers they induce, and on the characteristic cooling times within the clamshells.A 3D CFD (RANS) numerical model was developed in an unsteady regime using ANSYS-Fluent software. In this modeling approach, the interior of the clamshells was simulated as a solid block with thermal characteristics equivalent to a porous medium: strawberry + air. The validation of this model was carried out by comparisons with experimental data (velocity and temperature) obtained in a test cell with controlled conditions of air temperature and velocity. This model allows for examining the influence of the main geometric and aerodynamic parameters, such as the effect of adding vent holes, the thickness of the headspace above the clamshells, or the dimensions of the trapezoidal orifice, on the air circulation within the trays and on the cooling kinetics of the clamshells. Additionally, the CFD model is coupled with a quality model to evaluate the effect of cooling heterogeneity within a tray on the heterogeneity of strawberry quality. Numerical simulations revealed that a trapezoidal orifice wider than that of the current tray design yielded better results, with a slight improvement in strawberry cooling, a slight reduction in product deterioration within the package compared to the current design, and a significant decrease in pressure drop, which affects energy consumption

La conservation des mangues 4ème gamme est limitée par le brunissement enzymatique et la perte de fermeté dus aux différentes opérations de transformation. Cette thèse propose un nouvelle approche pour améliorer la conservation de mangues 4ème gamme : l'application de traitements thermiques par immersion et/ou la conservation sous atmosphère modifiée : passive ou active (5% O2 - 5 % CO2) ou des enrobages (chitosane). Ce travail a permis tout d'abord de déterminer un couple température / temps optimal: 50 °C / 30 min qui permet de maintenir la qualité de plusieurs variétés de mangue (Keitt, Kent, Tommy Atkins). Les effets du traitement thermique sur l'intensité respiratoire, la couleur, la fermeté, les teneurs en antioxydants : vitamine C, caroténoïdes et phénols totaux, et sur l'activité de plusieurs enzymes (pour la fermeté : PME, PG, b-GAL ; et pour la couleur : PPO et PAL) ont été étudiés. Ces travaux ont montré que durant 9 jours à 6 °C, le traitement thermique maintient principalement la couleur par réduction de l'activité de la PPO et réduit la perte en fermeté par réduction de l'activité des enzymes pectolytiques (PME et b-GAL). Par ailleurs, les atmosphères modifiées semblent moins efficaces pour le maintien de la couleur et de la fermeté des mangues 4ème gamme. L'association du traitement 50°C/ 30 min avec une conservation sous atmosphère modifiée apporte peu d'effets additionnels et a même parfois un effet inhibiteur

La conservation des mangues 4ème gamme est limitée par le brunissement enzymatique et la perte de fermeté dus aux différentes opérations de transformation. Cette thèse propose un nouvelle approche pour améliorer la conservation de mangues 4ème gamme : l’application de traitements thermiques par immersion et/ou la conservation sous atmosphère modifiée : passive ou active (5% O2 – 5 % CO2) ou des enrobages (chitosane). Ce travail a permis tout d’abord de déterminer un couple température / temps optimal: 50 °C / 30 min qui permet de maintenir la qualité de plusieurs variétés de mangue (Keitt, Kent, Tommy Atkins). Les effets du traitement thermique sur l’intensité respiratoire, la couleur, la fermeté, les teneurs en antioxydants : vitamine C, caroténoïdes et phénols totaux, et sur l’activité de plusieurs enzymes (pour la fermeté : PME, PG, b-GAL ; et pour la couleur : PPO et PAL) ont été étudiés. Ces travaux ont montré que durant 9 jours à 6 °C, le traitement thermique maintient principalement la couleur par réduction de l’activité de la PPO et réduit la perte en fermeté par réduction de l’activité des enzymes pectolytiques (PME et b-GAL). Par ailleurs, les atmosphères modifiées semblent moins efficaces pour le maintien de la couleur et de la fermeté des mangues 4ème gamme. L’association du traitement 50°C/ 30 min avec une conservation sous atmosphère modifiée apporte peu d’effets additionnels et a même parfois un effet inhibiteur
The storage of fresh-cut mangoes is limited by the enzymatic browning and the loss of firmness due to the various operations of process. This work proposes a new approache to improve the storage of fresh-cut mangoes by: application of heat treatments by dipping with, or not, a storage under modified atmosphere: passive or active (5% O2 - 5% CO2) or using coatings (chitosane). The first step of this work was to determine the traitement 50 °C/30 min as an optimal treatment which maintian the quality of several varieties of mango (Keitt, Kent, Tommy Atkins). Effects of the heat treatment on the respiratory intensity, the color, firmness, the contents antioxydants: vitamin C, carotenoids and phenols total, and on the activity of several enzymes (PME, PG, b-GAL: for firmness; and PPO and PAL for colour changes) were studied. This work showed that during 9 days at 6 °C, the heat treatment maintains mainly the color by reduction of the activity of PPO and reduces the loss in firmness by reduction of the activity of the pectolytic enzymes (PME et b-GAL). In addition, the modified atmospheres seem less effective for the maintenance of the color and the firmness of freshcut mangoes. Combination of heat treatment with a modified atmosphere storage and have less additional effects and has even sometimes an inhibiting effect

Malgré l'ampleur que prend la technologie sous atmosphère modifiée pour le conditionnement des fruits et légumes frais, l'adéquation des matériaux d'emballage avec les besoins des produits est insuffisante. D'une part parce que la conception de ces emballages repose encore sur des approches empiriques de type essai-erreur, et d'autre part parce que la plupart des matériaux disponibles sur le marché présentent des propriétés de transfert aux gaz trop restreintes compte tenu de la gamme de propriétés nécessaire pour couvrir les besoins de ces produits. En vue d'apporter des solutions à ces deux verrous, les travaux de thèse ont porté sur :-la mise en place et la validation d'une approche basée sur l'ingénierie reverse visant à identifier les propriétés de transfert requises ou cibles pour un végétal donné ;-l'étude des procédés de structuration à différentes échelles pour moduler les propriétés de transferts de papiers enduits de protéines de blé, issus de ressources renouvelables.Une démarche d'ingénierie reverse organisée en 5 étapes dont l'identification des besoins des produits et la prédiction des propriétés de transferts requises a été proposée et validée à travers la conception d'un papier enduit actif pour l'emballage sous atmosphère modifiée adapté à la conservation de fraises. Les différents procédés de structuration étudiés ont permis de produire des matériaux couvrant des gammes de permsélectivité allant de 5 à 18 et de perméance à l'oxygène allant de 0,02x10-10 à 2x10-10 mol.Pa-1.m-2.s-2, ce qui répond parfaitement aux besoins d'une sélection représentative de produits frais respirant. Que ce soit des papiers enduits par des procédés conventionnels (couche épaisse) ou des procédés innovants (nano-structuration couche par couche en présence de feuillets d'argile, montmorillonites), il est possible de moduler les propriétés de transferts aux gaz des papiers enduits soit en jouant sur le raffinage des papiers supports, le nombre de paires de couche (gluten/montmorillonite), ou encore en soumettant les matériaux ainsi obtenus à un balayage gazeux de CO2. Cette nouvelle approche et l'efficacité des matériaux protéiques à couvrir les besoins des fruits et légumes ouvrent la voie à la conception de nouveaux emballages mieux adaptés aux produits respirant
Despite the growing importance of the modified atmosphere packaging (MAP) technology for fresh fruits and vegetable preservation, the adequacy of the packaging materials with the produce needs remains a problem. On one hand because the packaging development approaches are still based on empirical trial and error methods, and on the other hand, because of the non-adequate gas transfer properties (too restricted to cover the large game of gas transfer properties required) of the vast majority of conventional synthetic plastics currently used for fresh food packaging. In order to overcome these hindrances, the thesis work was split on two parts:-the establishment and the validation of a new approach based on reverse engineering aiming to identify the optimal (targeted) properties for optimal preservation of a selected produce;-the study of the various structuration processes at different scales to modulated the gas transfer properties of bio-sourced wheat gluten coated papers.The new reverse engineering approach for MAP conception consisted in 5 steps including the definition of the produce needs and the prediction of the optimal gas transfer properties of the packaging, and was validated through the conception of an active optimal packaging for strawberry preservation. The different structuration processes studied allowed production of a gluten based materials able to cover ranges of permselectivity and oxygen permeations going from 5 to 18 and 0.02x10-10 à 2x10-10 mol.Pa-1.m-2.s-2, which perfectly matched the needs of a representative selection of fresh produce. Be it for conventional coating techniques (thick layer) or innovative processes (layer-by-layer nano-structuring of gluten/montmorillionites layers), it was possible to modulate the transfer properties of coated papers by changing the refining degree of the support paper, the number of layer pairs (gluten/montmorillionites) deposited, or even by submitting such materials to a CO2 treatment.This new approach and the efficiency of the protein-based materials for covering the fresh fruits and vegetable needs open the way for conception of new optimal packaging for respiring produces

L'extension de la réfrigération a certes amélioré la qualité et la durée de vie microbiologique du lait. Toutefois, ce type de conservation est responsable de la sélection de la flore psychotrophe. Or, ces micro-organismes sont capables de secréter des enzymes extracellulaires thermorésistantes, qui peuvent altérer les principaux composés du lait. Ces enzymes, principalement les protéases et les lipases, entraînent d'une part de graves accidents de conservation et d'autre part réduisent l'aptitude du lait à la transformation. La nécessité de trouver des méthodes alternatives afin de contrôler le développement et les activités enzymatiques de cette flore dans le lait cru stocké à basse température nous a conduit à envisager trois types d'approches. Les deux premières techniques de préservation du lait sont basées sur son traitement d'une part par atmosphères gazeuses à base de dioxyde de carbone et d'azote et d'autre part par ensemencement lactique. Si les deux gaz et particulièrement leur combinaison s'avèrent être d'excellents inhibiteurs, la durée de conservation du lait cru réfrigéré se trouvant nettement prolongée, l'action inhibitrice exercée par les cultures lactiques demeure bien plus faible. La combinaison des deux premières méthodes a finalement conduit à une troisième procédure : l'ensemencement du lait cru par une culture lactique combiné à un traitement sous atmosphère gazeuse CO2/N2 suivi d'une conservation à basse température. Ce procédé a conduit à une inhibition quasi-totale de la croissance des psychrotrophes et de leurs synthèses enzymatiques, entraînant par conséquent une prolongation de la durée de vie du lait cru. Cette technique offre donc de belles perspectives à la conservation du lait sans avoir recours à l'addition de conservateurs chimiques indésirables dans tout produit alimentaire et particulièrement dans le lait.

L'influence simultanee de la temperature et de l'humidite relative sur la permeabilite aux gaz d'un film a base de gluten de ble a ete etudiee. La permeabilite a l'oxygene, au dioxyde de carbone, a l'ethylene et la selectivite augmentent exponentiellement avec l'hr, qui s'est avere le facteur plus influent. A 0% d'hr le film de gluten presente d'excellentes proprietes barriere aux gaz et notamment a l'o 2 et au c 2h 4. Par contre a 100% d'hr et 24\c il est respectivement 26 et 3098 fois plus permeables a l'o 2 et au co 2. L'effet de l'hr a ete relie a l'augmentation de la teneur en eau du film. La temperature presente un effet propre sur la permeabilite, remarquable a forte hr. Il a ete demontre que l'evolution des permeabilites aux gaz avec la temperature a une hr donnee ne suit pas un comportement classique. Le graphique d'arrhenius presente en effet, a une temperature dependant de l'hr, un brusque changement de pente qui a pu etre rapproche du phenomene de transition vitreuse du film. Contrairement aux films synthetiques, les films de gluten presentent une large gamme de selectivite (2-28) qui pourra etre exploitee dans le domaine de la conservation de fruits et legumes. La forte permeabilite au co 2 du film en atmosphere humide (24700 amol/m s pa a 93% d'hr et 23\c) est due a une exceptionnelle augmentation de la solubilite de ce gaz (18. 9 10 3 mol/m 3 pa a 93% d'hr et 23\c), sans rapport rationnel avec la teneur en eau du film (solubilite du co 2 dans l'eau 33 10 5 mol/m 3 pa). L'hydratation du film entrainerait une modification de la repartition du volume libre qui rendrait accessible aux gaz de tres nombreux sites d'interaction presents dans le reseau proteique et specifiques au co 2. Des films de gluten de ble ont ete testes pour le conditionnement de mangues (var. Kent) sous atmosphere modifiee a 10 et 20\c, a 85% d'hr. Les atmospheres d'equilibre obtenues ont une teneur trop elevee en co 2 (52 a 65%) et les teneurs en o 2 a l'equilibre sont reduites (entre 1 et 2%). L'evolution des teneurs en o 2 et co 2 au cours du temps a ete modelise.