Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article présente les applications agroalimentaires de la cryogénie dans les procédés de refroidissement et de surgélation de produits. Il décrit en particulier les bases théoriques associées à la mise en œuvre de cette technologie, les éléments d'une installation type, la sécurité, les principaux matériels et leur utilisation. Enfin, un exemple de dimensionnement est explicité avec mise en pratique de la méthodologie présentée, cet exemple est également comparé à un dimensionnement plus complet réalisé à partir d'un logiciel développé par Air Liquide.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jo ALGOET : Expert en applications cryogéniques - Chef de projets, direction marketing et développement, gaz industriels services, Air Liquide
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Jean-Pierre BERNARD : Expert en applications cryogéniques - Chef de projets, direction marketing et développement, gaz industriels services, Air Liquide
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Alain CLOAREC : Expert en applications cryogéniques - Chef de projets, direction marketing et développement, gaz industriels services, Air Liquide
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Philippe GOMEZ : Expert en applications cryogéniques - Chef de projets, direction marketing et développement, gaz industriels services, Air Liquide
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Pierre KOWALEWSKI : Expert en applications cryogéniques - Chef de projets, direction marketing et développement, gaz industriels services, Air Liquide
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Cemal OZTAS : Expert en applications cryogéniques - Chef de projets, direction marketing et développement, gaz industriels services, Air Liquide
INTRODUCTION
Les fluides cryogéniques comprennent les gaz dont la liquéfaction par compression ne peut pas se faire à la température ambiante. La cryogénie, du grec « kryos » qui signifie froid, glace, est la science des températures inférieures à 123 K (ou – 150 oC) et s'appliquent aux principaux gaz tels que l'azote, l'hélium, l'argon, l'oxygène et l'hydrogène.
D'autre part, bien qu'il n'existe que sous forme solide ou gazeuse à la pression atmosphérique, le dioxyde de carbone (CO2) est aussi considéré comme fluide cryogénique dans l'industrie.
En agroalimentaire, l'utilisation des gaz cryogéniques est une solution alternative, techniquement intéressante par rapport au froid mécanique dans les procédés de refroidissement et de surgélation de produits alimentaires. Les deux principaux fluides utilisés sont l'azote et le dioxyde de carbone. Cet article décrit donc les intérêts et les applications associés à leur utilisation.
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4. Étude de cas
4.1 Données
Prenons le cas de surgélation de steaks hachés de bœuf à 15 % de matière grasse, avec les éléments suivants :
-
dimensions du steak : diamètre de 110 mm et hauteur de 10 mm ;
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masse unitaire : 100 g ;
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débit de production : 500 kg/h ;
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température initiale : 0 oC ;
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température finale moyenne : – 18 oC.
La problématique industrielle consiste à répondre aux questions principales suivantes :
-
quel matériel peut répondre au besoin ?
-
quelle consommation de fluide cryogénique associée pour évaluer les coûts de production ?
4.2 Dimensionnement de base
La procédure à suivre est décrite ci-après en appliquant les principes précédents, en supposant une installation alimentée en azote.
HAUT DE PAGE4.2.1 Enthalpie à fournir au produit
À partir de bases de données de produits alimentaires, les éléments suivants sont nécessaires au calcul :
-
température du point de congélation T f : – 1,2 oC ;
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chaleur spécifique au-dessus de T f : 3,56 kJ/kg · oC (0,85 kcal/kg · oC) ;
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chaleur spécifique en dessous de T f : 1,51 kJ/kg · oC (0,36 kcal/kg · oC) ;
-
chaleur latente de congélation L : 230,2 kJ/kg (55 kcal/kg).
Et l'application numérique avec la formule de Chaim donne l'énergie Q (kJ/kg) nécessaire au produit pour être surgelé : 259,84 kJ/kg.
Une autre possibilité est d'utiliser les courbes enthalpiques des produits (figure 7) qui sont issues des mesures expérimentales par calorimétrie.
Avec...
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
AIR LIQUIDE, Fournisseur de gaz industriels http://www.airliquide.com (page consultée le 8 juin 2010) http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp : site consulté le 8 juin 2010.
HAUT DE PAGE
Directive européenne 2006/42/CE relative aux machines.
Articles du Code du travail français R. 4222 (avec alinéas) relatifs au renouvellement d'air et aux locaux à pollution spécifique.
Règlement européen no 1333/2008 qui abroge la directive européenne 89/107 sur les additifs alimentaires.
Règlement européen no 852/2004 relatif à la sécurité des aliments, la mise en place d'un système HACCP et procédures en particulier.
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Procédé et dispositif de surgélation, EP 0505222B1
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