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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
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- Version archivée 1 de oct. 2001 par Christophe MARVILLET
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1. Procédés de réfrigération dans les industries agroalimentaires
1.1 Fonctions de réfrigération
L’industrie agroalimentaire est, sans aucun doute, le secteur industriel le plus grand utilisateur de froid [F 3 230]. Les fonctions qui peuvent être associées à cette utilisation sont, rappelons-le :
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la conservation des propriétés organoleptiques et des qualités sanitaires des produits alimentaires qui suppose une phase initiale de refroidissement ou de congélation après récolte, pêche ou abattage ;
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la production de glace hydrique qui concourt à la conservation de certains aliments ;
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le contrôle des processus de fermentation, en particulier pour les boissons comme les vins et les bières ;
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la concentration de jus de fruits par congélation partielle des produits pour réduire leur volume de stockage et de transport ;
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la déshydratation de produits (café, champignons…) par lyophilisation ;
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la cristallisation de sels en solution dans certaines boissons comme certains vins ;
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les transformations « mécaniques » de produits alimentaires facilitées par une congélation préalable du produit (découpe de poissons, broyage d’herbes aromatiques…).
La production alimentaire mondiale comprend environ un tiers de denrées périssables nécessitant une conservation par le froid. On estime qu’en 2010, sur une production alimentaire mondiale de 6 300 millions de tonnes de produits agricoles (poissons, viandes et produits laitiers), seulement environ 400 millions de tonnes étaient conservées sous régime de froid (réfrigérées ou congelées), alors que 2 000 millions de tonnes auraient dû l’être. En France, environ 24 millions de tonnes de denrées alimentaires sont transformées chaque année en utilisant le froid. L’amélioration constante des technologies de congélation a conduit au développement rapide de nouveaux marchés alimentaires tels que ceux des produits surgelés et des crèmes glacées. Au début des années 2010,...
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