Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La réfrigération d’un corps, d’un procédé... est un processus d’abaissement de température de ce produit ou de ce procédé au-dessous de la température ambiante. Ce processus endothermique peut mettre en œuvre des dispositifs technologiques variés. Il suppose également un niveau de température du procédé compris entre le zéro absolu et la température ambiante. Les domaines traditionnels d’emploi de la réfrigération sont le conditionnement de l’air pour le confort des êtres vivants et le bon fonctionnement des équipements industriels sophistiqués, le refroidissement ou la congélation après récolte, la transformation et l’entreposage de produits alimentaires les procédés de transformation de produits par refroidissement, condensation, congélation, cristallisation…
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Christophe MARVILLET : Ingénieur de l’École centrale de Lyon - Chef de laboratoire au CEA / GRETh (Groupement pour la recherche sur les échangeurs thermiques) - Enseignant à l’IFFI (Institut français du froid industriel) - CNAM Paris
INTRODUCTION
On définit le terme « réfrigération d’un corps, d’un procédé... » comme le processus d’abaissement de température de ce produit ou de ce procédé au-dessous de la température ambiante.
Ainsi, par définition, la réfrigération d’un produit ou d’un procédé implique :
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un processus d’absorption de la chaleur fourni par le produit ou le procédé à refroidir. Ce processus endothermique peut mettre en œuvre des dispositifs technologiques variés ainsi que des fluides d’une grande diversité aussi bien pour la production de froid que pour le transport du « froid » entre le lieu de production et le lieu d’utilisation ;
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un niveau de température du procédé compris entre le zéro absolu et la température ambiante : pour prendre en compte cette large gamme de conditions d’utilisation et de production du « froid » associée à ces températures, on distinguera dans la suite de cet article, deux modes de réfrigération :
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le froid mécanique qui est généralement produit grâce aux machines frigorifiques traditionnelles à cycle à compression dont le domaine habituel de température se situe entre – 50 oC et 10 oC ou à cycle à absorption ou à adsorption dont les domaines de température sont proches mais dont l’usage reste beaucoup plus restreint en France,
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le froid cryogénique obtenu grâce à des fluides industriels tels que l’azote liquide, l’hélium ou le dioxyde de carbone suivant le niveau de température requis et dont le domaine habituel d’utilisation se situe au-dessous de – 70 oC .
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Le tableau 1 résume les domaines traditionnels d’emploi de la réfrigération et le mode de production de froid associé avec le fluide frigorigène impliqué dans la production du froid.
Cette étude sur les applications industrielles du froid se compose de deux articles :
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[BE 9 755] Applications industrielles du froid. Généralités ;
-
Applications industrielles du froid- Industries utilisatrices Applications industrielles du froid. Industries utilisatrices.
Pour de plus amples renseignements, le lecteur pourra aussi consulter, dans ce traité, tous les articles de la rubrique « Froid » (vol. BE4 et vol. BE5 ).
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MOTS-CLÉS
Industries chimiques industries agro-alimentaires Conditionnement d'aire Industries mécaniques Production de froid
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- Version courante de oct. 2016 par Christophe MARVILLET
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Différentes fonctions de la réfrigération dans les procédés industriels2. Effet de la température sur la matière inerte ou vivante
L’analyse des applications actuelles et potentielles de la réfrigération à quelque niveau de température que ce soit dans les procédés industriels suppose qu’au préalable l’on décrive l’influence de la température sur les propriétés physiques de la matière qu’elle soit inerte (à l’état liquide, solide ou vapeur) sous la forme d’un corps pur ou en mélange ou qu’elle soit vivante, comme cela est le cas de certains produits alimentaires.
Par ailleurs, cette description ne serait pas complète si l’effet de la température sur certains procédés de transformation n’était abordé : que ces transformations soient physiques (par exemple, condensation, solidification, adsorption, cristallisation...) ou biologique (fermentation, développement de micro-organismes...), l’importance du paramètre température est évident et explique le rôle déterminant joué par la réfrigération dans un grand nombre de procédés que l’on désignera de façon générale par procédés industriels.
2.1 Influence de la température sur les propriétés physiques des solides
Nous nous intéresserons essentiellement aux matériaux à l’état solide car la plupart des processus mettant en jeu les applications frigorifiques ou cryogéniques (cryobroyage, ébarbage de pièces en caoutchouc, frettage de pièces métalliques...) s’appliquent à cet état. Nous n’aborderons pas dans notre propos les caractéristiques supraconductrices des matériaux à basse température .
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L’influence de la température sur certaines propriétés thermophysiques des matériaux métalliques et non métalliques est bien connue et est représentée figure 2 pour la capacité thermique volumique à pression constante et la conductivité thermique. On y relève :
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une dégradation forte de la capacité thermique volumique à basse température (< 100 K) pour les métaux ou les matériaux...
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Effet de la température sur la matière inerte ou vivante
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRUNET (Y.) - Supraconducteurs. - K 724. Traité Constantes physico-chimiques, vol. K4 (1992).
-
(2) - BENAICHE (J.) - Jus d’orange concentré : extraction et conservation. - F 6 280. Traité Agroalimentaire, vol. F2 (2001).
-
(3) - DELBÈS (J.), VADROT (A.) - Réseaux de froid urbain. Production et stockage du froid. - BE 9 321. Traité Génie énergétique, vol. BE5 (2000).
-
(4) - MARIN (M.), RENÉ (F.) - Lyophilisation. - F 3 240. Traité Agroalimentaire, vol F2, (2000).
-
(5) - COMMERE (B.), BILLIARD (F.) - La chaîne du froid dans l’agroalimentaire. - F 3 230. Traité Agroalimentaire, vol. F2 (1999).
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