Production mondiale de tomate fraîche, 1964 = 29 827 033 Tonnes.
Production mondiale de tomate fraîche, 2009 = 152 956 115 Tonnes.
Consommation de dérivés de tomate en 2010/2011 = 39 700 000 Tonnes (équivalent tomate fraîche)

Un quart environ de la production mondiale de tomate est consommée sous forme transformée :

• Conserves de tomates : les tomates pelées entières ou non entières, jus de tomate, pulpe de tomate, concentré de tomate. Quelle que soit la technique de transformation, les produits natifs sont finalement mis en conserve et stabilisés par un traitement thermique.
• Dérivés de tomates : les soupes de tomate, les ketchups et les sauces tomate. Dans ce cas, de nombreux autres ingrédients peuvent être ajoutés pour aboutir au produit final, qui est emballé et stabilisé par un traitement thermique;
• Tomates séchées : poudre et flocons de tomate, entières, en moitié, tranchées, etc. Ces produits sont déshydratés par des techniques différentes, la faible teneur en humidité constituant le facteur de stabilisation.

La diversité de formes, de goûts, de concentration, de procédés, de destination, est telle qu'il est impossible d'identifier un schéma général de transformation.

La transformation comprend un certain nombre d’étapes techniques importantes telles que, par exemple, la concentration des jus ou le traitement thermique aseptique des concentrés obtenus.

Avant cela, l’une des principales opérations est le lavage du produit à la réception en usine. Cette opération est indispensable pour séparer la terre des fruits : les particules de terre présentes sur les tomates peuvent contenir des résidus de pulvérisation, des micro-organismes, des moisissures, mais doivent également être enlevées en raison des dommages physiques qu'elles pourraient occasionner aux équipements de transformation, en particulier aux broyeurs, aux raffineuses, aux pompes, etc. L'opération de lavage comporte deux phases: la période de période de trempage et le rinçage par jet.

Après le lavage, le tri des tomates permet de diriger les tomates vers les différentes lignes de production. S’il est bien effectué, seules les tomates sans défauts et de taille adéquate vont servir à la fabrication des tomates entières pelées. Les petites tomates ou celles présentant quelques défauts (maturité, pigmentation, altérations diverses, etc.) sont plutôt dirigées vers les lignes de pulpes ou de concentré. Les opérations de tri sont désormais réalisées le plus souvent au moyen de trieurs optiques électroniques.

Jus de tomate, pulpe et purée

Conformément aux différentes législations en vigueur, le jus de tomate obtenu à l’issue des premières étapes communes de transformation possède un extrait sec maximal de 8 %. Le jus de tomate peut être considéré comme une étape intermédiaire de la préparation du concentré de tomate. Il est dans ce cas embouteillé après l’étape d’extraction, et stérilisé.

Mais la méthode la plus couramment utilisée est la fabrication du jus de tomate à partir de concentré de tomate dilué, homogénéisé et acidifié.

La pulpe de tomate est fabriquée à partir de tomates crues en séparant d’abord les parties liquides et charnues des graines, des peaux, etc. et en éliminant ensuite l'eau du jus jusqu'à le produit concentré contienne au moins 8,0% de matière sèche (hors sel).

La pulpe est ensuite convoyée directement vers l’étape de raffinage pour l’extraction à froid (Cold Break), ou vers une installation de préchauffage suivie de l’extraction à chaud (Hot Break).

Concentré de tomate

Procédé Hot break

Dans le procédé « hot break », les tomates sont broyées en présence d’un minimum d'air, puis la pulpe ainsi obtenue est immédiatement réchauffée jusqu'à 104 °C (220 °F) avant d’être soumise à l’étape de raffinage. Cette technique permet d’améliorer le rendement industriel, tout en obtenant un produit plus visqueux qui ne donne pas lieu à une séparation en plusieurs phases. Le traitement à chaud permet d’inactiver les enzymes natives (polymethylesterase et polygalacturonase) qui autrement décomposent la pectine qui sert de lien entre les cellules. Le procédé hot break donne un produit de meilleure qualité en termes d’arômes et de consistance.

Procédé Cold Break

Dans le processus « cold break » la tomate est hachée ou écrasée à des températures inférieures à 66 °C (150 °F), puis raffinée après un chauffage ménagé. Le produit obtenu a une couleur plus naturelle et une saveur de tomate fraîche.

Dans ce cas, la lipoxygénase, la polymethylesterase et la polygalacturonase ne sont pas inactivées: c'est un avantage pour la saveur, mais un inconvénient pour la viscosité. La vitamine C est également mieux préservée par le procédé cold break.

Le rendement industriel moyen pour le concentré 28/30 (« double concentré ») est de 6 kg de tomate par kg de concentré. Cette valeur monte à 7,7 pour le concentré 36/38 (« triple concentré »).

Extraction – Raffinage

L'extraction du jus est la section où les graines, la peau et l’ensemble des composants végétaux (écorces, tiges, feuilles, etc.) sont séparées du jus, qui est ensuite transmis à d'autres sections de la ligne de traitement.

L’extraction du jus de tomate peut être accomplie de différentes manières, la plus répandue étant l’extracteur à pales. La force centrifuge créée par la rotation du système hélicoïdal contraint la pulpe à traverser une grille cylindrique ou le plus souvent tronconique, dont la maille (entre 0,6 et 1,2 cm) est déterminée en fonction de différents paramètres (consistance, viscosité, couleur, etc.) souhaités. Le nombre de pales, la vitesse de rotation, l’écartement entre les pales et la grille sont également déterminants pour la qualité finale du produit.

A la fin de cette étape, le jus obtenu peut soit être embouteillé (après désaération et homogénéisation), soit aller vers la concentration, pour obtenir des passata (12 à 13 %) ou du concentré de tomate (22 %, DCT 28-30 %. TCT 36-38 %).

Concentration : les principaux types d’évaporateurs

Pour produire le concentré de tomates, la quasi totalité des industries utilise aujourd’hui des évaporateurs continus à faisceaux tubulaires et à plusieurs effets (en général 3 à 5).

Evaporateur à flot tombant

Afin d'améliorer la qualité du produit, il a fallu réduire le temps de résidence du produit dans les équipements de concentration : l’évaporateur à flot tombant est rapidement devenu un standard, parce qu’il présente l’avantage de fonctionner par gravité, ce qui crée une couche de produit plus mince, qui se déplace plus rapidement (réduction du temps de séjour) dans l’appareil, et offre une coefficient d’échange thermique plus élevé. 

Evaporateur à circulation forcée

Dans un évaporateur à circulation forcée, le liquide est distribué à vitesse très élevée au moyen d’une plaque de répartition à la partie supérieure de l’évaporateur. Le produit circule vers le bas dans les tubulures où s’effectue l’échange de chaleur, l’enceinte étant maintenue en pression positive : ce type d’évaporateur est utilisé pour la concentration de produits thermiquement dégradables, pour éviter l’ébullition du produit sur les surfaces de chauffe et l’encrassement des tubulures.

Le produit est chauffé lors de son passage dans l'échangeur de chaleur, puis partiellement évaporé lorsque la pression est réduite dans l’enceinte de séparation. L’élévation de température dans l'échangeur de chaleur est maintenue aussi basse que possible, ce qui nécessite des vitesses de recirculation élevées.

Evaporateurs à effets multiples

Les coûts énergétiques sont un facteur extrêmement important dans la conception d'un système d'évaporation. Pour un évaporateur à effet simple et unique (tels que les procédés déjà décrits), il faudrait environ 1 kg / h de vapeur pour produire 1 kg / h d'évaporation.

Dans l’évaporation à effets multiples, la vapeur générée dans une cellule d’évaporation est utilisée pour chauffer la cellule suivante. Cette vapeur provoque l’évaporation d’une nouvelle quantité d’effluent. Ce procédé peut être répété plusieurs fois. Plus le nombre d’effets est important, plus la consommation énergétique par tonne d’eau évaporée est faible, mais plus le coût d’investissement est élevé. Il est donc nécessaire de trouver les meilleurs compromis économiques et technique. 

Par ailleurs, il existe une limite pratique au nombre d’effets utilisés, car il faut une différence de température entre chaque effet pour que le transfert de chaleur s’effectue : de fait, sur des schémas de concentration à basse température, le nombre d’effet se limite à 4 ou 5.

Evaporateurs spéciaux

L’évaporateur TASTE (Thermally Accelerated Short Time) est fondé sur le principe de l’évaporateur à couche mince tombante, mais il est plus efficace et rentable.

Utilisé pour le jus de tomate, cet évaporateur est capable d’obtenir des produits de basse concentration et peut donc être utilisé pour la production de sauces ou de passata. Il peut également être utilisé comme étage d’enrichissement (pré-évaporation “basse concentration”) afin d’augmenter la capacité des installations existantes en le combinant avec un évaporateur à circulation forcée qu’on utiliserait comme étage finisseur.

Dans les deux cas, comparé aux évaporateurs traditionnels à circulation forcée, cet évaporateur offre des avantages qui, en termes opérationnels, permettent d’obtenir une meilleure qualité ainsi que des coûts de production réduits, en termes d’énergie et de vapeur consommée.

L’appareil fonctionne en passage unique, sans recirculation du jus et ne contient donc que de très faibles volumes de produit. Les temps de stationnement en température (chambrage) du produit sont courts, ce qui permet d’obtenir au final un produit dont la couleur est effectivement meilleure que celle des produits obtenus avec les évaporateurs traditionnels à circulation forcée.

Stérilisation

Le produit est soumis à un cycle thermique obtenu par des échangeurs de chaleur indirects à tubes concentriques. Le produit
circule dans l’espace annulaire central, tandis que les liquides de réchauffement et de refroidissement circulent dans les deux enceintes intérieures et extérieures, à contre courant du produit. Ce type d’équipement permet de maintenir le produit à température constante sur de longues durées.Pour le secteur des concentrés, l’installation de stérilisation la plus courante est le stérilisateur aseptique continu « tube in tube », destiné au traitement de produits alimentaires à haute consistance ou viscosité (jus, pulpes, mais surtout concentrés, sauces et ketchups).

Ce type de process offre des capacités de production importante, pour une efficacité de l’échange thermique et une régularité de traitement optimales. 

Remplissage

 

 

L’installation la plus courante pour le conditionnement des concentrés et produits dérivés est la remplisseuse aseptique : cet équipement, destiné au remplissage de produits à ph < 4.5 utilise exclusivement de la vapeur comme agent de stérilisation. Il est généralement équipé de deux têtes de remplissage, mobiles et adaptées au remplissage des outres de 230 litres (fûts) ou de 1 500 litres (bins). Les têtes sont situées dans une enceinte close qui permet, au début de chaque cycle, leur stérilisation à la vapeur vive (120 °C) avant la perforation du dispositif de remplissage.Les améliorations apportées au cours des dernières décennies en termes d’asepsie et de sécurité alimentaire ont justifié la conception de nouveaux emballages et procédés de remplissage.

Tomates pelées entières

Le pelage des tomates de conserve a longtemps été une opération coûteuse en termes de travail. Lorsqu’il était couplé avec les opérations de parage, le coût d’ensemble des opérations était généralement estimé à 60% environ du coût total du travail mis en œuvre pour la production de conserves de tomates pelées.

Deux grands types de technologies de pelage (vapeur et soude caustique) ont été utilisés dans ce secteur, qu’il s’agisse de tomates entières pelées ou en dés. Désormais, la technologie la plus répandue est le pelage à la vapeur, devenu populaire dans les années 1970 et 1980 en raison des préoccupations environnementales et des coûts associés à l'élimination des déchets caustiques. 

Pelage à la vapeur

 

Les tomates sont ébouillantées à la vapeur dans un espace clos équipé de buses de pulvérisation de vapeur. Les tomates sont exposées à la vapeur vive entre 30 à 60 secondes selon la variété, la taille, et le stade de maturité des fruits. Immédiatement après l’exposition à la vapeur, les fruits sont soumis à des jets d'eau froide destinés à fracturer la peau. La peau des tomates peut ensuite être détachée du fruit au moyen d’une cloche sous vide ou en faisant passer les fruits sous des lanières plastiques ou des brosses sur lesquelles la peau reste accrochée.

 

Pelage chimique

L'élimination efficace des déchets de pelage est nécessaire pour l'apparence et la qualité du produit, mais aussi pour permettre un chauffage uniforme au cours des opérations de traitement thermique. La qualité du pelage dépend de l’optimisation du compromis entre l’élimination des peaux et le maintien de la quantité maximale de chair. L’intérêt du pelage chimique est la sélectivité de l’action de la soude caustique, qui attaque les tissus externes des fruits tout en laissant la chair intacte. Les déchets de pelage sont facilement éliminés par entraînement à l’eau.

Le pelage chimique des tomates a été utilisé durant de nombreuses années dans l'industrie agro-alimentaire, mais n'est plus utilisé aujourd’hui en dehors des USA.

Les tomates pelées entières sont mises en boîte immédiatement après l’étape de pelage, et le remplissage de la boîte est effectué avec du jus de tomate natif. Avant d'être remplis, les emballages sont nettoyés par l'eau chaude, vapeur, ou jet d'air. Longtemps remplies manuellement, la plupart des boîtes sont désormais remplies à la machine. La précision du remplissage des boîtes de conserve de tomates est une opération importante pour le transformateur, dont dépend la satisfaction du consommateur, le bénéfice de l'entreprise, et la conformité aux normes légales, commerciales, etc.

Tomates pelées tranchées ou cubetées

 

Depuis les années 1970, les tomates pelées se vendent aussi sous forme coupée : en rondelles ou en dés. Des lames rotatives spéciales tranchent les tomates pelées et une platine vibrante sépare les tranches du jus et des graines. 

Sauce pizza

La sauce pizza est composée de tomate non pelée écrasée et très peu raffinée. Elle est d’une excellente qualité nutritive : la peau contient du lycopène et les pépins renferment de l’huile et de la vitamine E. 

Stérilisation

La durée et la température de traitement (barème de stérilisation) des conserves de tomates dépendent du type d’équipement et de la taille des conserves. La stérilisation a pour but de détruire les micro-organismes susceptibles d’altérer la qualité, voire de rendre le produit impropre à la consommation. Le temps de température et de traitement varie avec la nature du produit et la taille du conditionnement. L’efficacité du processus de stérilisation est vérifiée par la mesure de la température atteinte au centre de la boîte. On considère que cette température doit atteindre au moins 82 °C (180 °F) dans le cas d’un refroidissement par air, et 88 °C (190 °F) si les emballages sont refroidis par eau.

Tomato Powder

La poudre de tomate peut être obtenue de plusieurs manières : soit en déshydratant le concentré de tomates (spray drying, ou « atomisation »), soit en concassant les flocons de tomates obtenus par déshydratation sur cylindre sécheur (roller drying).

 

La poudre de tomate séchée par atomisation est produite à partir de concentré de tomate. Les technologies à basse températurede séchage permettent de préserver la couleur, le goût et le lycopène des tomates. Les installations d’atomisation (spray dryer) sont relativement simples dans leur principe, qui sont alimentées en produit sous forme fluide et le transforment, en une poudre constituée de particules séchées. Le flux d’atomisation est réalisé au moyen de buses « haute pression », ou de turbines de pulvérisation. L'air chaud est distribué à la partie supérieure de la chambre par un disperseur d’air. La poudre de cyclonage est récupérée en deux points : une partie de cette poudre (la fraction « fine » (poussières) est réinsérée dans le cyclone afin de créer des points de cristallisation.

Le rendement de déshydratation, variable selon la qualité de la matière première, est généralement voisin de 20 kg de tomate / kg de poudre.

 

Tomates séchées

La récolte et la préparation des tomates sont effectuées à la main, et nécessitent de grandes surfaces (environ 25 m² pour une tonne de fruits). Les tomates sont coupées en deux et disposés sur des surfaces planes exposées au soleil.Ce procédé de séchage est dérivé des méthodes traditionnelles utilisées dans le sud de l'Italie. Actuellement utilisé en Californie, en Espagne et en Turquie, il exige des conditions atmosphériques particulières, comme un degré hygrométrique maximal de 15%, en particulier la nuit.

Les tomates séchées sont souvent utilisés après une réhydratation de 38%. Depuis quelques années, de nouveaux produits dérivés sont apparus, tels que les tomates séchées dans l'huile d'olive ou l'huile de graines de tournesol, emballées sous vide et prêtes à l'emploi.

Le rendement moyen est de 11 à 13 kg de tomates fraîches pour un kg de tomates séchées.

Autres produits (Lycopene)

Les déchets de transformation des tomates, ou drèches, qui sont encore le plus souvent utilisées pour en alimentation animale, se sont révélées être une excellente source peu coûteuse de caroténoïdes. Ces sous-produits représentent environ 2 à 3 % des quantités traitées en industrie.

Les peaux de tomate contiennent de grandes quantités de lycopène, un composé susceptible de réduire le risque d’apparition de certains cancers, ainsi que des maladies cardio-vasculaires et d’autres maladies chroniques dont celles liées au vieillissement.

 

Merci à M. François-Xavier BRANTHÔME (Société BRANTÔMATE) pour cette présentation.