Article de référence | Réf : D5942 v1

Applications en micro-ondes
Chauffage diélectrique - Applications industrielles

Auteur(s) : Georges ROUSSY, Jean-François ROCHAS, Claude OBERLIN

Date de publication : 10 nov. 2003

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RÉSUMÉ

Cet article traite du chauffage de produits isolants ou faiblement conducteurs grâce aux ondes électromagnétiques haute fréquence et micro-onde. Il présente quelques applications de chacun de ces types de chauffage, des applications traditionnelles, récentes et innovantes. Pour chacune de ces applications, les spécificités du chauffage diélectriques sont mises en avant.

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Auteur(s)

INTRODUCTION

Le chauffage de produits isolants ou très mauvais conducteurs d’électricité grâce aux ondes électromagnétiques haute fréquence et micro-onde (cf. articles et ) est mis à profit dans de nombreuses applications industrielles.

Vouloir citer toutes les applications du chauffage haute fréquence ou micro-onde dans les procédés industriels mis en service ou en développement est une gageure. Nous avons donc préféré présenter quelques applications conventionnelles ou récentes pour lesquelles la spécificité des propriétés du chauffage diélectrique est mise en avant. Le développement du chauffage HF ou MO, en raison de son coût d’investissement élevé, ne pourra se faire que si l’accent est mis sur une approche transdisciplinaire et multisectorielle, c’est-à-dire que chaque projet industriel est traité dans le cadre du génie des procédés industriels ; cela permet d’optimiser le coût d’investissement des installations.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d5942


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3. Applications en micro-ondes

3.1 Applications traditionnelles

HAUT DE PAGE

3.1.1 Tempérage de la viande congelée par micro-ondes 915 MHz

Pour cette opération, il s’agit de répondre aux exigences particulières du marché de la remise en température de la viande. Les techniques classiques de décongélation ou de tempérage en chambre froide, par vapeur ou eau chaude, posent aux industriels un certain nombre de difficultés : pertes de matière par exsudats du fait d’un séjour relativement long en chambre froide (48 h ou 24 h à température positive), développement de bactéries et oxydation des viandes.

Exemple

une installation équipée d’un générateur MO de 50 kW permet de tempérer avec son carrousel entre 1,5 et 1,8 t de viande jusqu’à environ − 3 ˚C.

Pour l’utilisateur, cette technologie permet :

  • un gain sur la qualité des produits en respectant les normes d’hygiène édictées par les services vétérinaires ;

  • un gain matière par une diminution des pertes de matière liée à la réduction des exsudats ;

  • un gain dans l’organisation de la production, car elle permet de travailler à flux tendu.

Cette technique, basée sur l’utilisation de la fréquence de 915 MHz (figure 6), répond donc parfaitement à cette application. Il faut néanmoins attirer l’attention sur deux problèmes qui peuvent subsister :

  • une demande d’autorisation pour chaque application au Comité de coordination des télécommunications est obligatoire en France (la norme définit des limites de rayonnement électromagnétique mesuré à 30 m du bâtiment abritant l’appareil ISM : ces limites sont de l’ordre de 40 à 50 dB (µV) ;

  • la décongélation totale des produits dans certains cas peut entraîner des phénomènes d’emballement thermique pour des températures légèrement supérieures...

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NORMES

  • Appareils industriels, scientifiques et médicaux (ISM) à fréquence radioélectrique – Caractéristiques de perturbations radioélectriques – Limites et méthodes de mesure - NF EN 55011 - Décembre 1999

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Von HIPPEL (A.) -   Dielectric and Waves  -  . Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, 1995 (originally published by Wiley, New York, 1954).

  • (2) - Von HIPPEL (A.) -   Dielectric Materials and Applications  -  . Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, 1995 (originally published by Technology Press of MIT, Cambridge, 1954).

  • (3) - THUERY (J.) -   Les micro-ondes et leurs effets sur la matière. Applications industrielles, agro-alimentaires et médicales  -  . Techniques et Documentation, Paris (1983).

  • (4) - METAXAS (A.C.), MEREDITH (R.J.) -   Industrial Microwave Heating  -  . Peter Peregrinus LTD (1988).

  • (5) - ROUSSY (G.), PEARCE (J.) -   Foundations and Industrial Applications of Microwaves and Radio Frequency Fields  -  . Physical and Chemical Processes, John Wiley (1995).

  • (6) - ORFEUIL (M.) -   Électrothermie Industrielle  -  ....

1 Principaux centres de compétence

  • Centres techniques et assimilés

Association pour le Développement de la Recherche appliquée aux Industries Agricoles et Alimentaires (ADRIA)Association pour la Recherche et le Développement Technologique (ARDT)Centre Technique des Industries Aérauliques et Thermiques (CETIAT) Plateforme ERICA (étude de faisabilité et de dimensionnement : IR, UV, HF, MO, associés aux techniques de chauffage traditionnels dans tous les secteurs industriels)Centre Technique du Bois et de l’Ameublement (CTBA)Centre Technique de la Conservation des Produits Agricoles (CTCPA)Centre Technique du Papier (CTP)Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) Centre de recherche de BordeauxInstitut Français du textile et de l’Habillement (IFTH)Société Française de Céramique (SFC)Bureau Ingénierie Pro-Mi-TheConseils, Applicateurs, Procédés, Instrumentation (MO et HF)
  • Laboratoires de recherche

Laboratoire de Micro-ondesÉcole Nationale Supérieure d’Électronique, d’Électrotechnique, d’Informatique, d’Hydraulique de Toulouse (ENSEEIHT)Institut de Recherche en Communications Optiques et Micro-ondes (IRCOM)Laboratoire Microstructure Mécanique des MatériauxÉcole Nationale supérieure des Arts et MétiersLaboratoire de Physique Expérimentale et des Micro-ondes...

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