Comment choisir le charbon actif destiné à la transformation des aliments et des boissons

Pourquoi utilise-t-on du charbon actif dans la fabrication des produits alimentaires et des boissons ?

Le charbon actif présente une structure poreuse interne très développée. Les molécules organiques, les pigments, les composés odorants et d'autres impuretés peuvent être adsorbés sur la surface interne de ces pores lorsqu'un liquide traverse le charbon ou entre en contact avec celui-ci.

Dans la production agroalimentaire, le charbon actif est couramment utilisé pour :

• Réduire la coloration indésirable dans le sucre, les sirops et les solutions édulcorantes.
• Clarification des jus, du vin, des spiritueux et d'autres boissons.
• Élimination des produits d'oxydation et des pigments colorés des huiles alimentaires.
• Réduction du chlore, de la chloramine et des odeurs indésirables d'origine organique dans les eaux de process.
• Purification des bouillons de fermentation, des extraits et des ingrédients nutraceutiques.
• Traitement des produits liquides avant la filtration fine, le remplissage ou le conditionnement.

Le charbon actif est répertorié par la Food and Drug Administration (FDA) américaine comme une substance utilisée comme auxiliaire technologique. Cela ne signifie toutefois pas que toutes les qualités de charbon actif conviennent automatiquement à toutes les applications alimentaires. Les fabricants doivent vérifier les caractéristiques techniques du charbon, son mode de fabrication, les documents attestant de sa pureté ainsi que la réglementation applicable sur le marché de destination.

Le charbon actif de qualité alimentaire n'est pas un produit universel

“Le ” charbon actif de qualité alimentaire » est souvent considéré comme une catégorie d'achat unique, mais les exigences réelles liées aux procédés varient considérablement.

Un charbon choisi pour le sirop de sucre brun peut nécessiter une forte capacité d'adsorption des grosses molécules de pigments et une filtrabilité rapide. Un charbon utilisé dans le traitement de l'eau de brassage peut, en revanche, exiger une réduction efficace du chlore ou des chloramines, de faibles teneurs en substances extractibles et des performances stables dans un lit fixe. Une qualité destinée à la clarification du vin doit permettre de contrôler la turbidité sans altérer excessivement la saveur et la couleur souhaitées du produit.

Avant de demander un devis, l'acheteur doit tenir compte de trois éléments fondamentaux :

1. Quel produit ou liquide est traité ?
2. Quelle couleur, quelle odeur ou quel contaminant doit être éliminé ?
3. Le charbon sera-t-il ajouté sous forme de poudre ou installé dans un lit filtrant fixe ?

Charbon actif en poudre ou en granulés : quelle forme choisir ?

Le charbon actif en poudre est généralement privilégié lorsque le charbon est mélangé directement à du sirop de sucre, de l'huile alimentaire, du jus, un liquide de fermentation ou un autre flux de processus. Les particules fines permettent un contact rapide, et le dosage peut être ajusté en fonction de la charge colorante de chaque lot.

Le charbon actif granulaire est plus adapté aux systèmes de traitement en continu, notamment pour l'eau de brassage, l'eau destinée aux ingrédients, l'eau de process des boissons et les colonnes de polissage des liquides. Le charbon reste à l'intérieur d'une cuve tandis que le liquide s'écoule à travers le lit.

Certaines installations utilisent les deux formes : du charbon granulaire pour l'eau de process à l'entrée et du charbon en poudre pour la décoloration ou la clarification spécifiques à certains produits.

Choix du charbon actif pour différentes applications dans le secteur agroalimentaire

1. Clarification des boissons

Les jus, le vin, les spiritueux et autres boissons peuvent contenir des protéines, des polyphénols, des pigments, des colloïdes et des composés d'oxydation qui contribuent à l'apparition d'un aspect trouble, d'une couleur trop prononcée ou d'un goût indésirable.

L'objectif n'est pas toujours d'obtenir une adsorption maximale. Un dosage excessif ou une structure poreuse inadaptée peut entraîner l'élimination de composés aromatiques souhaitables en même temps que les impuretés indésirables. Les fabricants de boissons doivent donc évaluer conjointement les performances de clarification, la conservation des arômes, le temps de filtration et le dosage de charbon.

En savoir plus sur charbon actif destiné à la clarification et à la purification des boissons 

2. Décoloration du sucre et du sirop

Les solutions sucrées peuvent contenir des mélanoïdines, des composés caramélisés, des polyphénols et des impuretés colloïdales. Ces molécules sont souvent plus volumineuses que les contaminants rencontrés dans le traitement de l'eau potable, ce qui signifie que la distribution de la taille des pores peut s'avérer plus importante que l'indice d'iode à lui seul.

Le charbon actif en poudre à base de bois est souvent choisi car sa structure mésoporeuse développée permet d'adsorber des pigments de plus grande taille. La vitesse de filtration est également un facteur essentiel, car un charbon difficilement filtrable peut allonger la durée du cycle et réduire le débit de l'installation.

Les producteurs peuvent consulter la page dédiée solution de décoloration du sucre et du sirop pour plus d'informations sur la candidature.

3. Raffinage des huiles alimentaires

Le charbon actif permet d'éliminer les pigments, les produits d'oxydation, les traces de composés organiques et certains résidus de transformation présents dans les huiles végétales et animales. Il est souvent utilisé en association avec d'autres agents de raffinage lorsqu'il est nécessaire de réduire davantage la couleur ou la teneur en impuretés.

Les acheteurs doivent évaluer les performances d'adsorption parallèlement à la rétention d'huile, au dosage, au comportement de filtration et au risque d'introduction d'impuretés minérales. Un charbon qui nécessite un dosage plus faible mais qui retient une quantité excessive d'huile ne permettra peut-être pas d'obtenir le coût total de traitement le plus bas.

Consultez le site de PureStar solution à base de charbon actif pour le raffinage des huiles alimentaires 

4. Eau de brassage et d'embouteillage

L'eau de process peut influencer le goût, la fermentation, la carbonatation, la consistance du produit et l'efficacité du nettoyage. Les résidus de chlore et de chloramine revêtent une importance particulière, car ils peuvent générer des saveurs indésirables perceptibles ou perturber les processus de production sensibles.

Le charbon actif granulaire issu de coques de noix de coco est couramment utilisé dans la filtration continue de l'eau en raison de sa structure microporeuse développée, de sa grande dureté et de son efficacité pour éliminer les composés organiques de faible poids moléculaire.

Pour obtenir des informations spécifiques à une application, rendez-vous sur le site traitement de l'eau pour la fabrication de la bière et la mise en bouteille

Caractéristiques techniques importantes que les fabricants de produits alimentaires et de boissons doivent prendre en compte

Performances de décoloration

L'indice d'iode est largement utilisé lors de l'achat de charbon actif, mais il indique principalement l'adsorption liée aux molécules de petite taille. La décoloration des aliments concerne souvent des molécules de pigments plus volumineuses ; c'est pourquoi l'adsorption du bleu de méthylène, l'indice de mélasse, la distribution des pores ou des tests de décoloration spécifiques à l'application peuvent fournir des informations plus utiles.

pH et substances extractibles dans l'eau

Le pH du charbon peut avoir une incidence sur les sirops, les extraits, les boissons et les liquides de fermentation sensibles. Les acheteurs doivent vérifier si un charbon acide, neutre ou alcalin convient à leur procédé, plutôt que de partir du principe qu’une seule plage de pH convient à tous les produits.

Teneur en cendres

Les cendres correspondent aux résidus inorganiques présents dans le charbon actif. Une teneur en cendres excessive ou instable peut réduire la capacité d'adsorption effective et introduire des minéraux indésirables dans le liquide traité. Les applications alimentaires sensibles peuvent également nécessiter des analyses supplémentaires visant à détecter la présence de substances solubles dans l'acide ou de métaux spécifiques.

Vitesse de filtration

Un charbon en poudre peut permettre une élimination efficace des colorants dans un bécher de laboratoire, mais peut néanmoins poser des problèmes de production s'il forme un gâteau de filtration dense ou s'il passe à travers le système de filtration existant. La durée de filtration doit être prise en compte dans chaque essai en usine.

Répartition granulométrique

Une poudre plus fine permet généralement une adsorption plus rapide, mais elle peut également générer davantage de poussière, compliquer la filtration ou passer à travers des médias filtrants insuffisamment fins. La granulométrie doit être adaptée aux équipements de dosage, de mélange et de filtration de l'usine.

Humidité et conditionnement

L'humidité a une incidence sur la quantité de substance active reçue par envoi. L'emballage doit protéger le charbon de l'humidité, des odeurs étrangères et de toute contamination pendant le transport et le stockage.

Cohérence des lots

Les fabricants agroalimentaires fixent souvent un dosage de carbone à une valeur déterminée à l'issue d'essais en laboratoire et en production. Des écarts importants entre les lots peuvent contraindre l'usine à répéter les tests ou à ajuster les conditions de transformation. Un fournisseur fiable doit donc fournir des données traçables par lot ainsi qu'un certificat d'analyse pour chaque livraison.

Les acheteurs qui préparent un audit de fournisseur peuvent également consulter ce guide sur Comment évaluer la qualité du charbon actif avant l'achat 

Quelles sont les qualités de charbon actif PureStar adaptées ?

Le choix du produit doit être déterminé en fonction de la composition réelle du liquide et de l'objectif du traitement. Les nuances suivantes constituent des points de départ utiles pour l'évaluation technique.

Ces recommandations constituent des points de départ plutôt que des substituts automatiques. La qualité finale doit être choisie après avoir examiné la composition de l'aliment, les spécifications visées, la température de traitement, le mode de dosage et le système de filtration.

Pourquoi il convient de mener un essai en laboratoire avant de procéder à un achat en gros

Les performances du charbon actif dépendent fortement du produit traité. Deux sirops de sucre de couleur similaire peuvent contenir des molécules de pigments différentes. Deux boissons peuvent réagir différemment en raison de leur pH, de leur teneur en alcool, de leur concentration en protéines ou de leur teneur en solides dissous.

Une comparaison pratique en laboratoire devrait permettre d'évaluer :

• Couleur initiale et couleur finale.
• Dosage du carbone.
• Temps de contact.
• Température de traitement.
• pH du liquide avant et après traitement.
• Durée de filtration.
• Perte de produit dans le gâteau de filtration.
• Changements au niveau du goût, de l'arôme ou des propriétés sensorielles.
• Particules de carbone résiduelles après filtration.

Il est généralement plus utile de tester plusieurs dosages que de se contenter d'évaluer un seul échantillon de carbone à un seul dosage. L'objectif est d'identifier le dosage minimal pratique permettant de respecter systématiquement les spécifications requises pour le produit.

Documents à demander à un fournisseur de charbon actif

Les fabricants de produits alimentaires et de boissons ne doivent pas valider un produit en se basant uniquement sur un cahier des charges commercial. La documentation fournie par le fournisseur doit correspondre exactement à la qualité et au lot de production livrés.

En fonction de l'application et du marché de destination, l'acheteur peut demander :

• Fiche technique.
• Certificat d'analyse spécifique au lot.
• Fiche de données de sécurité.
• Documentation relative à la production alimentaire ou au contact avec les denrées alimentaires, le cas échéant.
• Résultats des analyses relatives aux métaux lourds ou aux substances solubles dans l'acide.
• Certifications en matière de fabrication et de gestion de la qualité.
• Documents relatifs au pays d'origine.
• Informations relatives au conditionnement et à la durée de conservation.
• Informations relatives à la traçabilité des produits.
• Échantillon représentatif destiné à une analyse en laboratoire.

Les exigences en matière de documentation varient selon les pays et le produit final. Les acheteurs doivent vérifier les réglementations applicables à leur processus de fabrication et à leur marché d'exportation avant toute utilisation commerciale.

Informations à fournir lors d'une demande de recommandation

Un fournisseur ne peut pas choisir de manière fiable un charbon actif en se basant uniquement sur le nom de l'application. Pour obtenir une recommandation et un devis plus précis, veuillez fournir :

• Produit traité, tel que du sirop de sucre, du jus, de l'huile alimentaire, du vin ou de l'eau de process.
• Ciblez une couleur, une odeur ou un contaminant.
• Type et dosage actuels du charbon, lorsqu'ils sont disponibles.
• Spécifications initiales et finales obligatoires du produit.
• pH du liquide et température de traitement.
• Volume par lot ou débit continu.
• Temps de contact disponible.
• Équipements de mélange et de filtration existants.
• Quantité annuelle requise.
• Pays de destination et port de livraison.
• Certificats et documents réglementaires requis.

En fournissant ces informations, le fournisseur est en mesure de recommander une matière première adaptée, une méthode d'activation, une granulométrie et une qualité de produit spécifiques, plutôt que de proposer simplement un charbon de qualité alimentaire générique.

Faites appel à un fournisseur expérimenté de charbon actif de qualité alimentaire

PureStar fournit du charbon actif en poudre à base de bois, sous forme de granulés de coques de noix de coco et à base de charbon de houille, destiné à la transformation alimentaire, à la clarification des boissons, à la décoloration du sucre, au raffinage des huiles alimentaires et à la purification des eaux de process.

Notre processus de sélection des produits tient compte des impuretés cibles, de la composition chimique du liquide, de la méthode de traitement, des équipements de filtration et de la documentation requise. Les clients peuvent demander les spécifications des produits, les informations relatives au certificat d'analyse (COA) et des échantillons afin de tester leur application avant de procéder à un achat en gros.

En savoir plus sur Les capacités de PureStar en matière de fabrication et de contrôle qualité du charbon actif ou envoyez-nous les informations relatives à votre procédé afin d'obtenir une recommandation technique.