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Nouvelles technologies frigorifiques

Dossier - Du froid en coulis de glace
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Aujourd'hui pour faire du froid, le choix dans les gaz frigorigènes est restreint. Surtout que la plupart des fluides restant, même s'ils ne détruisent pas la couche d'ozone, sont des gaz à effet de serre. La solution pourrait être d'utiliser d'autres fluides pour transporter le froid une fois qu'il est produit. Des recherches menées au Cemagref montrent que les coulis de glace transportent bien le froid, sont économes en énergie et permettent d'éviter les ruptures de la chaîne du froid dans les meubles de vente lors du dégivrage.

  
DossiersDu froid en coulis de glace
 

La réfrigération reste le meilleur procédé pour conserver les aliments en préservant leurs caractéristiques nutritionnelles et organoleptiques. Le froid ralentit le développement des micro-organismes et les réactions biochimiques, et permet de contrôler les phénomènes de fermentation, de maturation et de sénescence (fruits et légumes).

En France, la moitié des aliments sont distribués sous régime froid. Les 2/3 des fruits et légumes, la totalité des viandes fraîches et 1/3 des produits laitiers sont réfrigérés, stockés dans 20 millions de m3 d'entrepôts, transportés dans 80 000 véhicules frigorifiques, et distribués dans 800 km linéaires de meubles frigorifiques de vente.

Les industriels et les distributeurs cherchent à améliorer l'efficacité et la rapidité des traitements, ainsi que l'homogénéité dans la qualité des produits, tout en veillant à la maîtrise des coûts d'investissement et de production et à la limitation des effets sur l'environnement.

Deux nouveaux procédés prometteurs pour accélérer les traitements et améliorer la qualité des produits, tout en réduisant la consommation d'énergie sont particulièrement étudiés au Cemagref, la réfrigération/congélation par immersion (en partenariat avec le CIRAD) et la réfrigération avec brumisation.

Les travaux sont menés en partenariat avec la recherche publique, notamment l'INRA, des établissements d'enseignement (INA-PG, ENSIA), des centres techniques et des industriels.

Thermodynamique et loi d'écoulement : entre modèle et réalité

Les phénomènes de transferts de chaleur et de matière sont régis par les lois de la mécanique des fluides et de la thermodynamique. Ils ont un impact direct sur les phénomènes bio-physico-chimiques au sein des aliments et donc sur la qualité de ces derniers.

La complexité des situations rend impossible la résolution des équations dans le cas général, et des modèles partiels et semi-empiriques doivent être élaborés et calés sur des mesures réalisées dans des conditions expérimentales parfaitement maîtrisées. Tout l'art du chercheur consiste alors à exploiter de tels modèles dans des situations réelles.

La brumisation : de l'objet isolé à l'empilement

La brumisation, déjà utilisée industriellement au cours de la réfrigération des carcasses d'animaux, pourrait être appliquée à des produits industriels, pour réduire les pertes en eau, et aux fruits et légumes afin de retarder leur flétrissement, à condition de maîtriser parfaitement la quantité d'eau apportée pour éviter les accumulations locales et les écoulements.

Les travaux réalisés au Cemagref ont permis, par l'étude des écoulements autour d'un objet isolé, de comprendre l'importance de deux paramètres clés : la vitesse de l'air et la taille des gouttelettes d'eau.

Afin d'approcher le cas général des produits conditionnés en palettes, une installation expérimentale et une méthode de mesure ont été mises au point pour étudier un empilement modèle de sphères.

Des partenaires industriels seront associés pour développer des applications à des produits réels non sphériques.