faible humidité
A l'aide des modèles significatifs précédents, une phase d’optimisation est lancée pour déterminer les conditions optimales qui permettent d’arriver, dans un maltage à faible humidité (c’est-à-dire avec une humidité en fin de trempe de 37-38%), à des indicateurs de qualité du malt satisfaisants. La définition de ces conditions satisfaisantes sont données sous forme d'intervalles de valeurs tolérées dans le Tableau 8
Tableau 8 Intervalles de qualité pour un malt considéré comme satisfaisant
L’optimisation de ce procédé a été faite en employant l’algorithme génético-évolutionnaire du LRGP.
Les résultats de l’optimisation
L’optimisation a été effectuée sur l’ensemble des critères modélisés considérés comme les plus importants pour le procédé de maltage : l'humidité en fin de trempe (HFT) et les qualités du malt suivantes : la friabilité, l'extrait, les teneurs en β-glucanes ou protéines solubles, le
pouvoir diastasique et la viscosité du moût.
Indicateur Objectif
Humidité fin de trempe (%) 37-38
Friabilité (%) OH(75-80) OP(80-85)
Extrait (% malt sec) 80%<
Protéine Soluble (% Mat sec) 3,2-5
Viscosité (mP.s) 1,45-1,65
ß-glucane (mg/l) <300
Pouvoir Diastatic (WK sur sec) OH>300 OP>250
119
2.1. Conditions de maltage à faible humidité pour l’orge de printemps
Afin de réaliser les optimisations sur les modèles les plus fiables du Tableau 9 Conditions optimales pour le maltage à faible humidité pour (OP), seuls les modèles suivants ont été exploités pour l'orge de printemps : le modèle 1 de la friabilité, le modèle 3 de HFT, le modèle 1 de l’extrait, le modèle 1 des protéines solubles, et enfin le modèle 1 de la teneur en
β-glucanes.
L’optimisation a été réalisée en trois étapes :
• Une première optimisation a permis de définir les conditions conduisant à une friabilité du malt acceptable (i.e. entre 80% et 85% pour une OP).
• Les conditions ainsi obtenue ont été analysées pour ne retenir que celles qui respectaient une humidité en fin de trempe dans l'intervalle acceptable (entre 37 et 38%)
• Ces conditions optimales ont ensuite été classées en grandes catégories en fonction de leur similitude.
Le Tableau 9 présent les cinq groupes des conditions opératoires ont mis en évidence.
Tableau 9 Conditions optimales pour le maltage à faible humidité pour (OP)
Une analyse détaillée de ces résultats a été développée dans le mémoire de master (Ajib, 2008).
2.2. Les résultats de l’optimisation pour l’orge d’hiver
De la même manière, seuls les modèles du Tableau 10 Conditions optimales pour le maltage à faible humidité pour (OH) suivants ont été retenus pour l'optimisation des conditions de maltage pour les orges d'hiver : le 1er modèle pour la teneur en β-glucanes, la HFT, la
friabilité, l’extrait, et le pouvoir diastasique, et le modèle (2) pour la viscosité.
les mesures P % T (C°) IG % AR1 (h) WR2(h) BGi mg/l HFT % Fria % Extrait %malt sec BG mg/lProt Sol %malt sec
famille des cond. (1) 9,7 20 5 14 8,2 3,8 37,3 81,7 80,2 129,1 3,14
famille des cond. (2) 10,1 21 6 13 8,9 6,4 37,4 82,5 80,4 111,7 3,4
famille des cond. (3) 10,1 21 6 13 9,8 6,4 37,9 83 80,4 102,4 3,4
famille des cond. (4) 10,4 16 6,8 13,3 8 3,4 37,9 82,3 83,8 219,2 4,6
famille des cond. (5) 11,1 18 7,2 15,7 10,8 3,1 37,4 81,9 81,8 116,4 3,1
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L’optimisation a d’abord été réalisée à partir du meilleur modèle disponible, celui de la teneur
β-glucanes. Cependant, ce modèle ne s'appuie pas sur l'ensemble des facteurs opératoires.
Ainsi, pour chaque condition optimale identifiée, une deuxième phase d'optimisation est nécessaire pour déterminer les conditions opératoires manquantes qui conduisent à une humidité en fin de trempe HFT acceptable. Les conditions compatibles entre une teneur en
β glucanes optimale et une l'humidité fin de trempe HFT acceptable sont ensuite utilisées pour
évaluer tous les autres indicateurs de qualité du malt.
Les conditions satisfaisantes pour tous les indicateurs de qualité de malt sont résumées dans le Tableau 10.
Une analyse détaillée de ces résultats a été développée dans le mémoire de master (Ajib, 2008).
2.3. Validations des conditions optimales
La modélisation et l’optimisation ont été réalisées sur des orges récoltées en 2006. L’objectif de cette validation est de vérifier expérimentalement les conditions optimales numériques présentées.
Les échantillons d’orge disponibles ont cependant évolués lors de stockage pendant la période de l'étude (de 2006 à 2009). Pour intégrer cette évolution, les indices de qualité (Indice de germination, teneurs en protéines et β-glucanes) des rares échantillons d'orge encore disponibles à l'IFBM ont été réévalués en 2009.
Le protocole de validation des conditions optimales est le suivant :
Tableau 10 Conditions optimales pour le maltage à faible humidité pour (OH)
les mesures P% T(C°) IG % WR1(h) AR1(h) WR2(h) BG mg/l HFT(%) Fria% Extrait %malt secVisco % BGfinalmg/lPdias WK sur sec
famille des cond. (1) 10,5 16,1 9,5 (12-19) 21 9 3,9 (37,3_38) 77,2 80 1,62 175 398
famille des cond. (2) 10,4 16,3 9,3 13 20 8,5 3,9 37,9 75,1 80 1,64 194 386
famille des cond. (3) 10,4 17,4 8,5 (17-22) 20 9 4,2 (37,1_37,5) 75,8 80 1,63 178 375
famille des cond. (4) 10,1 15 8,4 24 20 15 4,5 37,2 78,2 80,1 1,61 187 393
famille des cond. (5) 11,3 18 7,6 22 19 17,3 4,5 38 77 80,2 1,64 229 388
121
1 A partir des nouvelles caractéristiques des orges, les conditions opératoires ont été ré-optimisées. Les résultats sont rassemblés dans la Tableau 11, notamment les valeurs prédites par nos modèles, de l’humidité de fin de trempe et de la friabilité du malt. 2 Les diagrammes de trempe ont été appliqués expérimentalement.
3 Les échantillons d’orge 2006 ont été maltés selon les conditions opératoires optimales. 4 L'humidité en fin de trempe et la friabilité du malt expérimentales et prédites ont été
comparées les résultats sont présentés dans Tableau 11 .
Tableau 11 les nouvelles propriétés de l'orge 2006, mesurées en 2009 et les diagrammes de trempes proposés par l'optimisateur
Tableau 12 présente l’humidité fin de trempe et la friabilité du malt résultent d’application de diagramme de trempe optimale sur les 4 orges 2006 et celles prédites pour la modèle.
La validation expérimentale des conditions optimales sur les données restant de 2006 présenté dans le Tableau 15 confirme que les orges de printemps (Sebastian et Scarlett) sont difficiles à modéliser. A ce qui concerne les orges d’hiver, avec nos modèles on est arrivé à une humidité de fin de trempe très proche de celle prédite, mais avec une friabilité pas aussi bonne. Ça peut être expliqué par le faite que l’orge a subi des changements physico-chimiques pendant le stockage de longue durée. L’humidité en fin de trempe pour l’orge Esterel est basse par rapport à celle prédite : c’est très bien d’un point de vue économique et environnementale
Variété
Facteurs orge Facteurs procèss
P IG BG T WR1 AR1 WR2 % % % C h h h Azurel 11.4 4.7 2.93 16 6 16 8 Esterel 9 5.4 2.59 15 6 14 5 Scarlett 10.2 5.5 4.28 18 11 14 10 Sebastian 11.7 4.8 2.95 21 8 15 7
Variété Humidité fin de trempe
expérimentale Humidité fin de trempe predite Friabilité expérimentale Friabilité predite Azurel 37.2 37.5 76 83 Esterel 36.3 37.5 60 82 Scarlett 40.3 37.5 86 74 Sebastian 41 37.5 70 74
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mais un endosperme pas suffisamment hydraté conduit à du malt de mauvaise qualité comme le montre le taux de friabilité expérimental d’Esterel (60%).
L'ensemble de ces résultats montrent que :
1 Qu'il est possible de relier par des modèles robustes et significatifs, la plupart des indicateurs de qualité du malt aux conditions opératoires et aux indicateurs de qualité de l'orge
2 Qu'il faut cependant distinguer les orges d'hiver (OH) des orges de printemps (OP). 3 Qu'il est possible de déterminer des conditions de maltage à faible humidité
conduisant à des qualités de malt acceptables,
Cependant, la variabilité des échantillons dans le temps et la variabilité des propriétés de l'orge d'une année de récolte à l'autre sont des facteurs de perturbation qui ne sont pas intégrés dans nos modèles. Cela exigerait une recalibration annuelle des modèles pour permettre l'étape d'optimisation des conditions opératoires. Cela s'avèrerait trop long et trop couteux. Par ailleurs, la teneur en protéines et en β-glucanes n'expliquent pas les variations observées. On peut d'ailleurs mettre en évidence ce résultat à travers la cinétique de prise d'eau des grains pendant la trempe.