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RÉSUMÉ
Pour des raisons sanitaires, de conservation, de concentration et de déshydratation …, les applications du froid sont nombreuses dans l’industrie alimentaire. D’autres secteurs, Comme les industries de transformation (mécaniques, du caoutchouc, des plastiques), le génie chimique, La liquéfaction des gaz, le génie civil ou le traitement des effluents utilisent aussi les procédés de réfrigération.
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Christophe MARVILLET : Professeur du CNAM (Conservatoire national des arts et metiers) - IFFI-CNAM (Institut français du froid industriel et du génie climatique) Paris, France
INTRODUCTION
On a montré dans l’article précédent (Généralités) [BE 9 755], l’extrême diversité des propriétés des corps et des mécanismes de transformation pouvant être fortement affectés par un abaissement de la température. Il n’est donc pas surprenant de rencontrer des utilisations diverses du froid dans la plupart des domaines industriels.
L’industrie agroalimentaire est le secteur le plus concerné par l’utilisation du froid. Les fonctions qui y sont associées sont la conservation des propriétés organoleptiques et des qualités sanitaires des produits, le contrôle des processus de fermentation, en particulier pour le vin et la bière, la concentration de jus et la déshydratation de produits.
Les industries de transformation concernées sont la plasturgie pour le contrôle de température des moules, l’industrie des caoutchoucs pour la valorisation des techniques de cryobroyage, les industries mécaniques pour les techniques de frettage, le durcissement des matériaux ou le traitement de surface. De façon plus générique, la déshumidification de l’air comprimé fait largement appel aux techniques du froid.
La production et la liquéfaction de gaz industriels, la liquéfaction et la purification des gaz d’hydrocarbures constituent un enjeu économique majeur. Ces procédés intègrent, pour la plupart, des dispositifs de production de froid faisant appel à des cycles et des technologies de composants particulièrement complexes.
Le traitement des déchets (gazeux, liquides, solides) fait aujourd’hui appel de plus en plus aux techniques frigorifiques et cryogéniques : ainsi la captation des vapeurs de COV (composés organiques volatils) repose fréquemment sur la condensation et l’adsorption à basse température, et la purification des effluents liquides peut être basée sur les techniques de congélation ou de cristallisation.
Les applications du froid en génie civil se sont développées depuis de nombreuses années que ce soit pour la consolidation des sols lors de la réalisation d’ouvrage souterrain (tunnel, réseau métropolitain…) ou pour le refroidissement de grandes structures en béton.
Les domaines des loisirs ont également bénéficié des progrès des technologies du froid que ce soit dans le domaine bien connu des patinoires ou dans un domaine plus récent en rapide expansion qu’est la production de la neige artificielle.
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MOTS-CLÉS
Procédés industriels Réfrigération Industrie agro-alimentaire Industrie mécanique Industrie chimique
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 2001 par Christophe MARVILLET
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Le froid dans les procédés de traitement des effluents
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3. Procédés de réfrigération en génie chimique et en liquéfaction de gaz
3.1 Rôles de la réfrigération
La réfrigération joue un rôle primordial dans le génie chimique car l’abaissement de la température, notamment au-dessous de la température ambiante, peut permettre la condensation des phases liquides, la solidification des fluides, la cristallisation de produits en solution, la maîtrise de réactions chimiques…
Par ailleurs, les procédés nécessitant l’utilisation de basses températures sont fort nombreux lorsque la production et la liquéfaction de gaz purifiés concernent des fluides dont la température critique est largement inférieure à la température ambiante comme cela est le cas pour les gaz de l’air et certains hydrocarbures légers (généralement avec des molécules contenant au plus trois atomes de carbone).
Contrairement aux autres applications industrielles, il est nécessaire de faire une distinction entre deux modes d’utilisation des techniques de réfrigération.
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Froid ou réfrigération en tant qu’utilité
Cette notion d’utilité, courante en génie chimique, caractérise les fluides (eau, air comprimé, azote…) ou les énergies (électricité, vapeur) nécessaires au bon fonctionnement de l’ensemble des ateliers d’une usine. Ces utilités sont généralement gérées par un service centralisé et ne sont pas spécifiques d’une activité de production particulière.
ExemplesIls sont fort nombreux et concernent une très large diversité d’industries et de procédés chimiques qu’il n’est pas possible de décrire de façon exhaustive. Citons :
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