À quoi sert la chambre de fermentation ?

Dans la vie de tous les jours, nous sommes entourés d' aliments fermentés.

Pour tester les batteries et les accumulateurs, découvrez la chambre de test de batteries, conçue pour les tests en conditions contrôlées.

Dans la production de boissons alcoolisées comme le vin et la bière, une grande attention est portée au processus de fermentation, ce qui s'applique également à d'autres aliments comme le yaourt, le pain et ses dérivés.

Mais qu'est-ce que la fermentation et à quoi sert une chambre de fermentation ?

Chambre de croissance

Découvrez les dernières fonctionnalités des chambres de croissance FDM.
En savoir plus

Qu'est-ce que la fermentation ?

La fermentation est un processus biologique fondamental qui se produit lorsque des micro-organismes, tels que les levures ou les bactéries, agissent sur des substances comme le sucre, les transformant en d'autres substances. 

Du point de vue des micro-organismes impliqués , il s'agit d'une stratégie de survie, tandis que de notre point de vue, c'est un phénomène inestimable qui, depuis la nuit des temps, nous a permis d'obtenir des aliments spécifiques à partir de matières premières.

Par exemple, la fermentation alcoolique nécessaire à la production de vin modifie les sucres présents dans le moût de raisin. Les levures ajoutées au moût consomment ces sucres, et cette réaction chimique produit de l'éthanol et du dioxyde de carbone. L'alcool confère au vin sa saveur et son arôme caractéristiques. 

Cependant, la fermentation ne se produit pas dans le vide et nécessite des paramètres environnementaux spécifiques, c'est là qu'interviennent les outils de laboratoire tels que la chambre de fermentation

Pour en savoir plus : Découvrez notre chambre de test CO2 pour les processus de fermentation, conçue et fabriquée par FDM Environment Makers.

Qu'est-ce qu'une chambre de fermentation ?

La chambre de fermentation est un instrument de laboratoire constitué d'un compartiment isolé de l'extérieur à l'intérieur duquel il est possible de modifier certains paramètres environnementaux, tels que la température, l'humidité relative et la circulation de l'air.

La chambre de fermentation fait donc partie de la famille plus large des chambres climatiques, c'est-à-dire de tous ces instruments de laboratoire qui permettent de modifier et de contrôler les conditions environnementales à l'intérieur d'elles à des fins très diverses.

Nombre de ces chambres sont utilisées pour tester des produits ou des matériaux, d'autres, comme les chambres de croissance ou les chambres de fermentation, servent à produire certaines conditions atmosphériques afin de modifier les processus biologiques des échantillons placés à l'intérieur.

Vous n'arrivez pas à trouver la salle idéale pour vos répétitions ?

Créez votre environnement directement en ligne, en fonction de vos besoins spécifiques.
En savoir plus.

À quoi sert la chambre de fermentation ?

Venons-en au fait : à quoi sert une chambre de fermentation ?

Comme nous l'avons mentionné, la fermentation nécessite des valeurs de température et d'humidité très précises pour se produire, et toutes les fermentations ne sont pas identiques.

Par exemple, la plupart des vins fermentent entre 15° et 30°C, tandis que la bière a une plage plus étroite, entre 18° et 24°C, et la fermentation lactique du yaourt se produit entre 43 et 46°C. 

La chambre de fermentation permet un contrôle absolu des paramètres environnementaux, permettant des fermentations rapides et précises, particulièrement recherchées par les producteurs scrupuleux qui souhaitent obtenir un profil précis.

La chambre de croissance FDM

FDM – Environmental Makers est une entreprise leader dans le secteur des chambres climatiques depuis plus de 70 ans. 

Nos chambres de culture sont notamment spécialisées dans la culture et la propagation de bactéries et autres micro-organismes qui, comme nous l'avons vu, assurent la fonction fondamentale du processus de fermentation.

De plus, à l'intérieur de nos chambres de culture, il est possible de modifier à volonté les valeurs de température et d'humidité relative, ainsi que d'installer des systèmes d'éclairage qui reproduisent différentes intensités de lumière solaire, essentielles à la croissance de certains organismes.

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.

Vous avez besoin d'un devis ou vous avez des questions sur le produit ?

Contactez
-nous pour plus d'informations sur ce produit.

Normes de référence

• ISO 22000 — Systèmes de management de la sécurité des denrées alimentaires : exigences pour les organismes de la chaîne alimentaire, applicables aux fermentations industrielles contrôlées.
• Codex Alimentarius CXS 1-1985 — Norme générale pour l’étiquetage des aliments préemballés, référence pour l’étiquetage des produits fermentés.
• EHEDG Doc 8 — Conception hygiénique des équipements fermés pour la transformation des aliments liquides, lignes directrices européennes pour les équipements de fermentation hygiéniques.
• IFS Food v8 — Norme internationale de référence pour la sécurité alimentaire, exige des contrôles documentés sur les fermentations.
• Norme mondiale BRC pour la sécurité alimentaire v9 — Norme privée britannique adoptée dans le monde entier pour la grande distribution et la production alimentaire.
• EN 1672-2 — Machines de transformation des aliments : concepts de base, exigences d'hygiène pour la conception des installations.

Sources faisant autorité

• L’ISO – Organisation internationale de normalisation– publie la norme ISO 22000 et les séries connexes relatives à la gestion de la sécurité des denrées alimentaires.
• Codex Alimentarius FAO/OMS. Référence internationale pour les normes alimentaires harmonisées.
• EHEDG – Groupe européen d'ingénierie et de conception hygiéniques. Organisme technique européen pour la conception hygiénique des équipements alimentaires.

Questions fréquentes concernant la chambre de fermentation

Fermentation lactique, alcoolique et acétique : quelles différences ?

Les trois principales fermentations diffèrent par leurs micro-organismes, leurs substrats, leurs produits finaux et leurs conditions opératoires. Fermentation lactique par Lactobacillus, Streptococcus et Leuconostoc : elle transforme le glucose en acide lactique (homofermentation) ou en acide lactique + CO₂ + éthanol (hétérofermentation). Applications : yaourt (42-45 °C, 4-6 heures, pH final 4,5), fromage (30-38 °C, 2-8 heures, pH 5,0-5,5), choucroute (18-22 °C, 2-4 semaines), charcuterie (18-25 °C, 24-72 heures). Fermentation alcoolique par Saccharomyces cerevisiae, S. bayanus et Pichia : elle transforme le glucose en éthanol + CO₂. Applications : vin (rouges : 22-28 °C, blancs : 16-20 °C, 7-15 jours), bière (ale : 18-24 °C / lager : 8-12 °C, 7-14 jours), pain (25-32 °C, 1-3 h). Fermentation acétique par Acetobacter aceti et Gluconobacter : oxydation de l’éthanol en acide acétique nécessitant de l’O₂. Applications : vinaigre (28-32 °C, 7-30 jours), kombucha (22-28 °C, 7-14 jours). Chaque type de fermentation requiert une chambre de contrôle de la température (± 0,5 °C), RH et du pH, avec éventuellement une gestion du CO₂.

Comment contrôle-t-on la température (T), le pH et RH?

Le contrôle multiparamètre d'une fermentation industrielle nécessite des boucles de régulation distinctes. Température : sonde Pt100 de classe A à quatre fils, insertion directe dans la masse en fermentation, régulation PID sur enveloppe thermostatique à glycol (-10 °C / +90 °C) ou échangeur interne. Uniformité requise : ± 0,3 °C pour les fermenteurs agités, ± 1 °C pour les fermentations statiques (choucroute, viandes crues). pH : électrode de verre stérilisable (Mettler InPro 3250) avec sonde Pt1000 pour la compensation de température, étalonnage périodique avec des solutions tampons pH 4,0 et 7,0, dérive typique de 0,05/mois. Surveillance continue pour identifier les phases d'acidification, évaluer le métabolisme et définir les points d'arrêt. Humidité : paramètre critique pour les fermentations solides (charcuterie, fromages, moisissures nobles) – capteurs capacitifs ± 2 % RH, gestion par humidificateur à vapeur/ultrasons et déshumidificateur à compression. Pour les charcuteries AOP, le cahier des charges exige des profils T/RH : séchage 18-22 °C / 80-85 % RH, maturation 12-16 °C / 75-80 % RH pendant 3 à 18 mois.

Validation HACCP et fermentation ?

système HACCP du Codex Alimentarius exige l'identification des points critiques pour leur maîtrise (CCP) lors de la fermentation. Pour le yaourt : (1) pasteurisation du lait à 95 °C pendant 5 minutes (CCP thermique) ; (2) ensemencement avec le ferment LB+ST validé pour son pouvoir acidifiant ; (3) fermentation à 43 °C avec un pH cible de 4,6 (CCP microbiologique) ; (4) refroidissement rapide à 4 °C (CCP barrière bactérienne). La validation scientifique du procédé comprend : un test de contamination microbiologique avec inoculation délibérée de pathogènes (Listeria 10⁴ UFC/g, Salmonella 10³ UFC/g), le suivi de la réduction microbiologique pendant la fermentation et la documentation d'une réduction logarithmique ≥ 5 pour les pathogènes acidophobes. Pour les produits dont le pH final est inférieur à 4,6 et l'activité de l'eau (a_w) inférieure à 0,92, la barrière est considérée comme suffisante pour prévenir la contamination par Clostridium botulinum. La chambre de fermentation doit comporter : un enregistrement continu de la température, du pH etRH avec une piste d'audit conforme à la norme 21 CFR Part 11, des alarmes à seuils multiples, un système CIP (Nettoyage en place) validé avec une turbulence de Reynolds > 20 000, une stérilisation à la vapeur saturée à 121 °C pendant 20 minutes pour les surfaces non CIP.

Passage du pilote à l'échelle industrielle ?

Le passage d' une installation pilote (1-100 L) à une installation industrielle (10 000-200 000 L) est crucial pour le transfert de technologie. Principales stratégies : (1) Mise à l'échelle à un coefficient de transfert d'oxygène (kLa) constant pour les fermentations aérobies, en maintenant l'aération et l'agitation afin de garantir un taux de consommation d'oxygène (OUR) supérieur ou égal au taux de transfert d'oxygène (OTR) à toutes les échelles ; (2) Mise à l'échelle à un temps de mélange (t_mix) constant pour les fermentations sensibles aux gradients de pH/substrat ; (3) Mise à l'échelle à une puissance par volume (P/V) constante pour un équilibre coût-performance ; (4) Mise à l'échelle à une vitesse périphérique d'agitation constante afin de préserver l'intégrité des cellules fragiles (hyphes fongiques, cultures animales). Autres défis : gestion de la chaleur métabolique (la fermentation alcoolique libère 160 kJ/mol d'éthanol, le refroidissement industriel nécessite 5 à 10 % du volume comme surface d'échange), contrôle de la mousse avec des agents antimousse de qualité alimentaire, prévention de la contamination grâce à des systèmes stériles. La validation CPV exige un suivi des performances des lots pour >= 30 à 50 lots avec des cartes de contrôle statistique des processus Shewhart, CpK >= 1,33 pour les paramètres CQA critiques.