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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
VERSIONS
- Version courante de oct. 2016 par Christophe MARVILLET
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Effet de la température sur la matière inerte ou vivanteArticle inclus dans l'offre
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1. Différentes fonctions de la réfrigération dans les procédés industriels
1.1 Fonctions de la réfrigération dans le domaine industriel
Les fonctions du froid dans le monde industriel et, plus largement, dans le monde actuel peuvent être identifiées sous quatre aspects.
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Froid-procédé
Il constitue le froid nécessaire au traitement de la matière (inerte ou vivante). Cette notion recouvre un large domaine industriel ; par exemple :
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dans l’industrie agroalimentaire, le refroidissement en fin de cuisson, la production de glace alimentaire ou la congélation rapide de produits alimentaires ;
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dans l’industrie chimique, la liquéfaction ou la purification de gaz industriels, la trempe en sortie de réacteur, la séparation de solides par cristallisation ou la concentration de solutions par congélation ;
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dans l’industrie mécanique, la transformation des polymères ;
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dans le génie civil, la congélation des sols ;
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dans le génie médical, le traitement des tumeurs ou la cryochirurgie...
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Froid-maintien
Il constitue le froid nécessaire à la stabilité des caractéristiques physiques, biologiques ou chimiques des produits. Cette fonction peut être déclinée sous trois formes :
-
le maintien-stockage (par exemple, la conservation en entrepôt frigorifique de produits alimentaires) ;
-
le maintien-vente (associé essentiellement à la vente de produits alimentaires) ;
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le maintien-mobile associé au transport de produits sous température contrôlée.
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Froid-sécurité
Il constitue le froid obligatoire pour la protection des hommes et des biens. On peut citer comme exemple le conditionnement d’air des salles d’ordinateurs ou des cabines de ponts roulants dans l’industrie sidérurgique.
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Froid-confort
Il constitue le froid nécessaire pour créer une ambiance satisfaisante pour les activités humaines qu’elles soient de loisir ou de travail. Le conditionnement d’air et la climatisation relèvent de cette fonction.
L’utilisation du froid dans les applications industrielles concerne généralement du froid-procédé. Certaines de ces fonctions peuvent jouer un rôle important comme, par exemple, le froid-confort dans le monde industriel...
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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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