- Q : Pourriez-vous expliquer votre sujet de recherche actuel de manière simple à comprendre ?
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Le traitement thermique est l'une des techniques les plus utilisées pour prolonger la durée de conservation des aliments, éliminer les micro-organismes et améliorer la saveur, la texture, l'apparence et la digestibilité. Cependant, une chaleur excessive peut entraîner des pertes nutritionnelles et une texture indésirable, entraînant une baisse de la qualité. Par conséquent, des méthodes de traitement thermique permettant une distribution uniforme de la température en peu de temps et ayant un faible impact environnemental sont souhaitables. Les modifications de la qualité résultent d'une combinaison de réactions chimiques, biochimiques, microbiologiques et physiques qui se produisent simultanément dans les aliments en fonction des conditions de transformation. D'un point de vue technique, il est important de comprendre les mécanismes de ces modifications, non seulement par l'expérimentation, mais aussi à l'aide de modèles de simulation informatique appropriés. De plus, il est important d'utiliser des simulations informatiques pour prédire les variations de température pendant le traitement thermique, calculer le degré de mortalité microbienne et les variations de qualité, et en déduire les conditions optimales de traitement thermique. Il existe une forte demande sociale pour prédire et contrôler les différents phénomènes qui se produisent dans les aliments. Le Laboratoire de génie thermique des aliments répond à ces défis. Notre objectif est de produire des aliments sûrs et de haute qualité en contrôlant les opérations thermiques pendant la cuisson, la transformation et le stockage. Cette méthode repose sur l'analyse du transfert de chaleur, et nos recherches prennent en compte l'analyse des changements induits par la manipulation thermique d'aliments cibles, des féculents au poisson et à la viande. Nous utilisons également un large éventail de méthodes de chauffage, notamment le chauffage par micro-ondes, le chauffage par induction (IH), le chauffage par effet Joule, le chauffage par transfert de chaleur radiant et le chauffage à la vapeur surchauffée. Pour répondre aux besoins sociétaux, nombre de nos thèmes de recherche ont donné lieu à des collaborations avec des entreprises. Outre les technologies de simulation développées dans notre laboratoire, nous souhaitons également développer de nouvelles méthodes de contrôle intégrant l'apprentissage profond, largement utilisé dans d'autres domaines ces dernières années.
- Q : Qu’est-ce qui vous a motivé à commencer vos recherches ?
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Après avoir obtenu mon diplôme universitaire au Pérou, j'ai travaillé dans un centre de recherche sur les produits de la mer. J'y ai observé les différents aliments en cours de développement et j'ai voulu approfondir mes connaissances en ingénierie alimentaire. Lorsque j'ai réfléchi à l'endroit où étudier, le Japon m'est immédiatement venu à l'esprit.
Je crois que les entreprises japonaises possèdent la technologie la plus avancée au monde dans le domaine de l’ingénierie alimentaire, je suis donc venu au Japon pour étudier dans une école supérieure, puis j’ai poursuivi mes recherches en laboratoire. - Q : Qu’est-ce qui est intéressant et enrichissant dans vos recherches ?
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Par exemple, si le sujet de recherche est un projet collaboratif mené en coopération avec une entreprise, il peut devenir l'occasion de produire et de diffuser des informations sur un sujet présentant un besoin social relativement important. Je trouve passionnant que la recherche conduise à des améliorations de produits et de procédés. Je trouve particulièrement fascinant d'utiliser les résultats de modèles de simulation pour expliquer les mécanismes du traitement thermique et les changements qui se produisent dans les aliments chauffés.
- Q : Parlez-nous de l’avenir de cette recherche.
: À court terme (1 à 2 ans à partir de maintenant) et à long terme (jusqu'à 10 ans à partir de maintenant)
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Les récentes avancées technologiques dans le domaine des machines de traitement thermique des aliments se sont concentrées sur les nouveaux systèmes à micro-ondes et les systèmes hybrides combinant traitement thermique externe et interne, afin de réduire le temps de traitement et la consommation d'énergie, et d'améliorer la qualité des aliments transformés. Notre laboratoire réalise des simulations informatiques de ces nouveaux systèmes pour vérifier leurs avantages techniques et mène des recherches pour améliorer la conception et les paramètres de fonctionnement afin d'optimiser le procédé. À long terme, nous sommes convaincus de pouvoir gérer tous les types de procédés de traitement thermique, quelle que soit la complexité du système thermique ou l'importance des interactions multiphysiques impliquées.
Actuellement, dans le domaine de la simulation par ordinateur, il est courant de formuler de nombreuses hypothèses pour simplifier le travail, mais la précision et l'applicabilité des modèles développés sont limitées. Nous sommes convaincus qu'en exploitant l'expérience acquise en simulation par ordinateur au sein de notre laboratoire, notamment au cours de la dernière décennie, en adoptant des logiciels et du matériel plus flexibles et plus performants, et en combinant des modèles de mécanismes avec des modèles d'IA, nous pourrons anticiper tous les défis et répondre aux exigences de l'industrie agroalimentaire, qui accorde une grande importance à l'optimisation en temps réel des processus et des produits. - Q : À quels ODD vos recherches peuvent-elles contribuer ?
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Fournir des modèles permettant de prédire le comportement des fluides caloporteurs, ainsi que le transfert de chaleur, le transfert de masse et les réactions des ingrédients lors des processus de cuisson et de transformation, contribuera à la conception et au contrôle d'équipements de chauffage permettant une cuisson de haute qualité. En n'effectuant le traitement thermique que lorsque cela est nécessaire, il sera également possible de réaliser des économies d'énergie lors de la cuisson et de la transformation. Par conséquent, le Laboratoire d'ingénierie des procédés thermiques alimentaires se concentre sur trois domaines : les technologies de fabrication agroalimentaire réduisant l'impact environnemental, l'optimisation de la cuisson thermique et la conception de technologies de traitement thermique des aliments, afin de contribuer aux ODD suivants.
Objectif 9 : Construire des infrastructures résilientes, promouvoir l'innovation et favoriser le développement durable
Objectif 13 : Action pour le climat - Q : Quels sont les avantages de faire de la recherche à l’Université des sciences et technologies marines de Tokyo ?
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- Le Laboratoire d'ingénierie des traitements thermiques des aliments de l'Université des sciences et technologies marines de Tokyo bénéficie d'un environnement international et ouvert dans le domaine de l'ingénierie. Grâce aux diverses technologies et au savoir-faire transmis par les anciens professeurs et prédécesseurs du laboratoire, nous maintenons un niveau de recherche très élevé. Je travaille actuellement quotidiennement sur des modèles de recherche et de simulation plus détaillés dans le domaine du traitement thermique, et j'espère transmettre ce savoir-faire à la prochaine génération. Nombre de nos étudiants trouvent également un emploi dans des entreprises agroalimentaires au Japon et à l'étranger, et mettent à profit cette expérience dans leur propre travail.
- Q : Quelles sont vos priorités et vos politiques lorsque vous menez des recherches ?
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- Développer les compétences de recherche. Notre laboratoire compte deux enseignants-chercheurs qui encadrent directement les étudiants. Nous sommes flexibles et disponibles pour les consultations sur tout sujet, à tout moment. Chaque étudiant choisit son propre sujet de recherche et poursuit ses recherches. Les résultats constituent son œuvre de recherche et il rédige un article en tant que premier auteur. Ce travail de recherche individuel, mené par les étudiants à leur propre rythme, est l'une de nos particularités. Nous présentons des articles liés à la recherche et organisons des séminaires pour rendre compte de l'avancement des recherches de chaque étudiant. Nous organisons également des entretiens individuels réguliers sur chaque sujet de recherche afin de consolider la compréhension et d'identifier les problèmes. Nous traitons les sujets de thèse comme des recherches personnelles et encourageons les étudiants à les planifier et à les réaliser eux-mêmes.
- Q : Quelle est votre méthode pour vous ressourcer lorsque vous vous sentez fatigué par vos recherches ?
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- Il y a beaucoup de verdure sur le campus de TUFS. Se promener et admirer les plantes est rafraîchissant. Il m'arrive de jouer au ballon ou au volley-ball avec les étudiants.
- Q : Quel message souhaiteriez-vous transmettre aux personnes qui souhaitent devenir chercheurs ?
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- Dans mon laboratoire, nous explorons le réchauffement des aliments sous différents angles, notamment la physique, la chimie et l'ingénierie. J'espère donc que cela vous intéressera. Si vous souhaitez étudier les sciences alimentaires, il est conseillé d'étudier la physique, la chimie et les mathématiques de manière approfondie au lycée. Vous vous demandez peut-être si cela vous sera vraiment utile, mais par exemple, les modèles qui prédisent l'évolution des aliments sont créés en combinant la physique, la chimie et les mathématiques. Ce que vous apprendrez au lycée vous sera certainement utile à l'université, et vous acquerrez également des modes de pensée applicables en société. J'espère donc que vous étudierez avec l'objectif de réaliser vos rêves d'avenir.
