LabCom Consolidation - Laboratoires communs organismes de recherche publics – PME/ETI

Laboratoire commun MIXI-LAB d’innovations en dispersion-mélange et structuration de systèmes alimentaires et non alimentaires – MIXI-LAB

Résumé de soumission

MIXI-LAB est un laboratoire commun qui associe l’ETI VMI (Vendée Mécanique Industrie) et l’Unité Mixte de Recherche UMR CNRS 6144-GEPEA. Il vise au développement de solutions innovantes de dispersion/mélange. Il est soutenu et labellisé par les Pôles VALORIAL et CEREALES VALLEE.
VMI est un des acteurs majeurs en mélange au niveau mondial alors que l’UMR GEPEA (A+ AERES/2011) possède une expérience en génie des procédés. Le mélange et la structuration de systèmes à base d’ingrédients liquides et solides (poudres), pose des problèmes particuliers que l’on retrouve en agroalimentaire en particulier dans les applications de boulangerie et aussi en pharmaceutique, cosmétiques, biotechnologies, etc...
Un mélangeur est constitué d’un contenant (réacteur) et d’un ou plusieurs outils qui vont assurer une mise en circulation des éléments (solide, liquides, gazeux), les mettre en contact et les structurer. La conception du couple réacteur-outil est souvent basée sur l’expérience associée à une démarche intuitive. Différentes contraintes physico-chimiques sont impliquées tels que cisaillement, l’élongation, affinités solide-solide et solide-liquide, dissolution des solides, réactions chimiques…. L’énergie et la dissipation visqueuse résultent des interactions outil/réacteur/produit. Dans cette industrie traditionnelle, l’utilisation de capteurs est minimale, et se limite souvent à des données globales (énergie) et à des capteurs hors ligne. La fin du procédé de mélange est souvent liée à l’appréciation de l’opérateur.
L’enjeu majeur pour VMI est de basculer vers une démarche scientifique de conception des équipements batch, de réussir la mutation vers les systèmes continus et de développer une offre de pilotage des procédés basés sur une instrumentation et des capteurs de pointe.

Les axes de recherche de MIXI-LAB sur son projet initial de 5 ans, démarré en janvier 2016 sont les suivants :
A) Développement de modèles physiques permettant l’optimisation et la mise à l’échelle d’équipement de mélange batch et continus ;
B) Développement de capteurs permettant la supervision, l’optimisation de l’énergie apportée et la détermination du degré d’achèvement des opérations de mélange ;
C) Étude sur les interactions volume de tête réacteur/matière en mélange : i) interactions avec certains gaz (CO2, 02 etc), ii) introduction de composants minoritaires, iii) mode d’incorporation des phases liquides ;
D) Optimisation et extrapolation des ensembles réacteur-outil pour les systèmes de mélange batch (multi-outils) et continus (propriétés d’extrusion-foisonnement).

Après avoir développé ces différents axes au cours des trois premières années du LabCom MIXI-LAB, un concept de capteur logiciel de supervision d’un équipement de pétrissage de pétrin pour pâte céréalières a été développé. Le LabCom MIXI-LAB vise à terme à une pérennisation du partenariat ONIRIS-VMI avec 3 objectifs conjoints :
- Aboutir à la commercialisation (TRL9) d’un capteur logiciel dédié à la supervision de pétrins de boulangerie avec possibles applications à d’autres domaines ;
- Consolider et poursuivre les investigations de R&D visant au dimensionnement de mélangeurs et au développement de nouveaux mélangeurs batch et continus;
- Etendre les investigations sur les applications non agroalimentaires en pharmacis, cosmétique, biotechnologie et domaines connexes afin de poursuivre la feuille de route initiale allant vers une pérennisation du partenariat LabCom « MIXI-LAB ».

Coordinateur du projet

Monsieur Alain LE-BAIL (Ecole Nationale Vétérinaire Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes Atlantique)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ONIRIS Ecole Nationale Vétérinaire Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes Atlantique

Aide de l'ANR 100 000 euros
Début et durée du projet scientifique : avril 2019 - 18 Mois

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