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LE FROID ET LA CONSERVATION DES FRUITS ET LÉGUMES Cours de formation INSTITUT I

LE FROID ET LA CONSERVATION DES FRUITS ET LÉGUMES Cours de formation INSTITUT INTERNATIONAL DU FROID Institut International du Froid L’Institut International du Froid (IIF) est une organisation intergouvernementale qui rassemble 61 pays membres représentant 80 % de la population mondiale. Sa mission est de faire progresser et de diffuser les connaissances se rapportant aux technologies du froid et à toutes ses applications en répondant aux grands défis actuels : sécurité alimentaire, limitation du réchauffement planétaire, protection de la couche d’ozone. Institut International du Froid - IIF 177 boulevard Malesherbes 75017 – Paris – France • Tel : 33 (0)1 42 27 32 35 – Fax: 33 (0)1 47 63 17 98 • Email : iifiir@iifiir.org – Web : www.iifiir.org François Billiard, Directeur de l’IIF, à la tribune du « segment de haut niveau » de la COP-9 à Milan Le Conseil Science et Technologie de l’IIF est structuré en 5 sections, 10 commissions et 12 groupes de travail. L’IIF offre une gamme de services diversifiés : – publications, – base de données bibliographique Fridoc, – conférences, ateliers, congrès, – cours de formation, – site web (www.iifiir.org). Institut International du Froid 4 1. La production du froid Généralités Les frigorigènes Les composants d’un circuit frigorifique Les différents systèmes frigorifiques T endances 2. Les frigorigènes et l’environnement L’appauvrissement de la couche d’ozone Le réchauffement planétaire 3. Les bonnes pratiques du froid Les bonnes pratiques énergétiques Les bonnes pratiques environnementales La démarche qualité 4. Les procédés de conservation par le froid La réfrigération La congélation 5. La logistique de la chaîne du froid Le transport frigorifique La présentation à la vente Sommaire 6. Les données biologiques fondamentales pour la conservation des végétaux 7. Les applications des technologies du froid à la conservation Conditions de culture et traitement à la récolte La préréfrigération, le stockage, la maturation Les adjuvants du froid 8. Les techniques de conservation des différents végétaux Les fruits à pépins, les fruits à noyaux Les légumes de grande culture en plein champ, les légumes maraîchers et sous terre Les prêts à consommer, les congelés 9. Les circuits de commercialisation Annexes : Symboles – Grandeurs – Unités Indices Sigles Références bibliographiques Institut International du Froid 1. La production du froid Généralités Les frigorigènes Les composants d’un circuit frigorifique Les différents systèmes frigorifiques Tendances Institut International du Froid 6 Système frigorifique Source froide (To) Source chaude (Tc) Qo Qc W Généralités Généralités sur les systèmes frigorifiques Institut International du Froid 7 COPf = Qo W COPf = Froid produit Énergie consommée COPCarnot = To Tc - To COP Généralités Institut International du Froid 8 Φo COPf = Pc Définitions Généralités Φo : Puissance frigorifique d’une installation Pc : Puissance absorbée par le compresseur COP d’une installation frigorifique Institut International du Froid 9 Généralités W Watt Puissance J Joule Quantité d’énergie Pa Pascal Pression K Kelvin Température Symbole Unité SI Paramètre Unités Institut International du Froid 10 Changements d’état Les 3 états de la matière et les changements d’état correspondants Généralités solide fusion solidification liquide vaporisation gaz condensation sublimation Institut International du Froid 11 Chaleur Chaleur latente Chaleur sensible Enthalpie Chaleur totale nécessaire pour réchauffer 1 kg d’eau de 0 à 100 °C et la vaporiser à la température de 100 °C : Chaleur latente de vaporisation à 100 °C : Chaleur sensible nécessaire pour réchauffer 1 kg d’eau de 0 à 100 °C : 419 kJ 2 257 kJ 2 676 kJ Généralités Institut International du Froid 12 Généralités Transmission de la chaleur Conduction : transfert de chaleur au sein d’un même corps Convection : transfert de chaleur par mouvement au sein d’un fluide Rayonnement : transfert direct de chaleur d’un corps à température élevée vers un autre Institut International du Froid 13 Système frigorifique à compression de vapeur (1) Généralités basse pression haute pression condenseur évaporateur compresseur W élec. Q1 Q2 source chaude vapeur source froide 1 2 3 4 détendeur liquide Institut International du Froid 14 Système frigorifique à compression de vapeur (2) Généralités compresseur condenseur détendeur p0= 1,4 bar p1= 9,1 bar p1= 9,1 bar p1= 9,1 bar - 5° C p0= 1,4 bar + 3 °C + 27 °C + 32 °C + 40 °C évaporateur Institut International du Froid 15 Critères de choix des frigorigènes Critères thermodynamiques Critères de sécurité Critères environnementaux Critères technologiques Critères économiques Les frigorigènes Institut International du Froid 16 CH2F-CF3 Asymétrie de la molécule Nombre d’atomes de F Nombre d’atomes d’H +1 Nombre d’atomes de C - 1 R-134a Les frigorigènes Codification des frigorigènes Institut International du Froid 17 Fluorocarbures Frigorigènes naturels Frigorigènes Exemples Textes CFC HCFC R-12 ; R-502 R-22 ; R-141b Protocole de Montréal HFC R-134a ; R-404A CCNUCC* Frigorigènes Exemples Textes Ammoniac Hydrocarbures Eau CO2 R-717 R-290 ; R-600a R-718 R-744 Réglementations nationales Normes * CCNUCC : Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques Classification des frigorigènes Les frigorigènes Institut International du Froid 18 Les CFC Cl F Cl C F CFC-12 Les frigorigènes Institut International du Froid 19 Les HCFC Cl H C F F HCFC-22 Les frigorigènes Institut International du Froid 20 Les HFC C H F H HFC-32 Les frigorigènes F Institut International du Froid 21 Méthane : HC-50 (hydrocarbure) H H H H Ammoniac : R-717 Les fluides naturels Les frigorigènes H H H N C Institut International du Froid 22 Huiles frigorifiques R-134a en CA auto  polyalkylèneglycols (PAG) CFC, HCFC, NH3  polyolphaoléfines (PAO) CFC, HCFC, NH3  alkylbenzènes (AB) HFC  polyolesters (POE) Synthétiques CFC, HCFC, NH3  naphténiques  paraffiniques Minérales traditionnelles Utilisations Sous-familles Familles Les types d’huile et leurs possibilités d’utilisation selon les frigorigènes Les frigorigènes Institut International du Froid 23 Compresseur hermétique Compresseur à pistons 16 cylindres Compresseur  Compresseurs volumétriques  compresseurs à pistons  compresseurs à vis  compresseurs à spirales (scroll)  Compresseurs centrifuges Les composants du circuit frigorifique Institut International du Froid 24 Compresseur à pistons Source : Mycom Les composants du circuit frigorifique Institut International du Froid 25 po pc Ref Asp Cycle parfait ABCD Cycle réel AB’C’D’ BC : Aspiration CD : Compression DA : Refoulement AB : Détente A D’ pc po B B’ D C’ C v p Les composants du circuit frigorifique Cycle du compresseur à piston Institut International du Froid 26 Rendement d’un compresseur La différence entre le « compresseur réel » par rapport au « compresseur idéal » est traduite par les rendements suivants : Rendement volumétrique : v Rendement indiqué : i Ces deux rendements dépendent du taux de compression () Les composants du circuit frigorifique Institut International du Froid 27 Source : Mycom-Copeland Les composants du circuit frigorifique Compresseur à vis Institut International du Froid 28 Évaporateur Évaporateurs à air Évaporateur noyé avec séparateur de liquide Échangeur à plaques Évaporateurs à eau Les composants du circuit frigorifique Institut International du Froid 29 Évaporateur à surchauffe (ou « à détente sèche ») Évaporateur noyé Les composants du circuit frigorifique Évaporateur à surchauffe Évaporateur noyé 5 1 2 3 4 6 1 2 3 4 5 6 Institut International du Froid 30 Condenseur (1) Condenseur à eau multitubulaire Condenseur à eau coaxial Les composants du circuit frigorifique Condenseurs à air Condenseur à eau vertical Institut International du Froid 31 Condenseur évaporatif Sortie d’air Éliminateur de gouttelettes Rampe de pulvérisation Entrée du frigorigène Sortie du frigorigène Pompe de circulation Appoint d’eau Ventilateur Eau Entrée d’air T Thermoplongeur T Les composants du circuit frigorifique Condenseur (2) Condenseur Institut International du Froid 32 Les composants du circuit frigorifique Condenseur (3) Tour de refroidissement Ventilateur Éliminateur de gouttelettes Rampe de pulvérisation de l’eau provenant du condenseur Registre Départ de l’eau refroidie vers le condenseur Vidange Dispositif antigel Remplissage automatique Packing Institut International du Froid 33 Détendeur thermostatique Les composants du circuit frigorifique Détendeur Vers l’évaporateur Liquide HP p1 p2 p3 évaporateur compresseur détendeur thermostatique condenseur bouteille haute pression TC Institut International du Froid 34 Les composants du circuit frigorifique Appareils auxiliaires (1) Circuit haute pression Séparateur d’huile Silencieux de refoulement Réservoir de liquide Institut International du Froid 35 Les composants du circuit frigorifique Appareils auxiliaires (2) Circuit haute pression (suite) Désaérateur Déshydrateur Filtre Institut International du Froid 36 Les composants du circuit frigorifique Appareils auxiliaires (3) Circuit basse pression Filtre Séparateur de liquide Bouteille d’aspiration Échangeur liquide-vapeur Circuit haute pression ou basse pression Clapet de retenue Éliminateur de vibrations Institut International du Froid 37 Les composants du circuit frigorifique Appareils auxiliaires (4) évaporateur détendeur thermostatique condenseur compresseur bouteille haute pression huile séparateur d’huile bouteille anti-coup de liquide déshydrateur filtre TC Institut International du Froid 38 Les différents systèmes frigorifiques Détente directe Compresseur Condenseur Détendeur Chambre froide Évaporateur Soufflage de l’air froid Retour de l’air chaud Institut International du Froid 39 Les différents systèmes frigorifiques Refroidissement indirect Frigorifère Soufflage de l’air froid Retour de l’air chaud Condenseur Chambre froide Circuit secondaire (frigoporteur) Échangeur Pompe Circuit primaire (frigorigène) Compresseur Détendeur Institut International du Froid 40 Frigoporteurs Frigoporteurs monophasiques + facilité d’utilisation – consommation d’énergie plus élevée Frigoporteurs diphasiques* + coefficient d’échange thermique plus élevé uploads/Geographie/ conservation-fruits-et-legumes.pdf