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INTRODUCTION AU COURS DE FROID Généralités Le froid artificiel trouve de nombre

INTRODUCTION AU COURS DE FROID Généralités Le froid artificiel trouve de nombreuse applications dans les industries de brasserie, laiterie, fromagerie, œnologie, les industries chimiques, celles de ver à soie, des fourrures, le traitement de vaccins, dans les industries de travaux publics, constructions de tunnels, etc. Dans cette partie du cours on rappellera la nécessité d’application du froid aux denrées alimentaires et les différents moyens de sa production. I. Utilités du froid L’application du froid se présente sous trois formes :  La réfrigération utilisant des températures supérieures au point de congélation de l’eau cellulaire, température pouvant donc varier légèrement en fonction du produit. Température recherchée +4°C < t° < +8°C : Œufs frais, fromages, lait, tomate, fruits frais, pommes, poires, ananas frais, champignons, conserves de légumes, viande fraîche… 0 < t° < +3°C : Beurre, volaille fraîche, viandes fraîches, poissons frais, conserves de poisson…  La congélation lente utilisant des températures plus basses que la précédente, assurant la prise en glace sans limitation de durée (vitesse inférieure à 0.1 cm /h des cristaux de glace). Température recherchée • -12 °C < t °C < -5°C : graisse végétales, volaille, viande réfrigérée, poisson fumé. • -16°C < t °C < -5°C: fraise et abricot (congélation) produits opothérapiques* *Utilisation thérapeutique d’organe ou d’extrait d’organe d’origine animale  La congélation rapide ou surgélation utilisant des températures inférieures au point de congélation et permettant au front de congélation d’avancer à une vitesse de 0.5 à 5 cm/h. les cristaux de glace restent petits et la structure interne du produit n’est pas modifiée. Température recherchée • -20°C < t° C < -18°C : produits surgelés : œufs, pâtisserie et pain, volaille, viande, poisson, crabes, langoustes. • -25°C < t °C < -22°C : Crèmes glacées, fruits sucrés et surgelés, jus de fruit. 1 Les types de congélateurs : – à contact : les produits sont pressés entre plaques froide – À immersion : le produit est trempé dans un bain de liquide incongelable – À ventilation : le produit est congelé dans un tunnel où souffle un violent courant d’air de 4 à 5 m/s à -35°C L’utilisation adéquate de ces basses températures permet de : • Conserver dans les meilleures conditions les caractéristiques naturelles de qualité. • Conserver la valeur nutritive des aliments. • Eviter les pertes qui se produisent lorsque le marché n’est pas capable d’absorber les excédents saisonniers de produits agricoles ⇒ d’étaler d’avantage la distribution de ces produits aussi bien pour le commerce national et international que pour les industries de transformation. La conservation des denrées alimentaires revêt en Tunisie une importance capitale compte tenu de leur altération par les micro-organismes et les enzymes dues aux températures élevées. II. Conditions à respecter pour la conservation des produits alimentaires Quelque soit le traitement par le froid, il convient de respecter trois principes fondamentaux : Le produit à traiter doit être : ♦ En bon état. ♦ Soumis au froid dés que possible après récolte. Spécialisation des entrepôts ou des chambres frigorifiques, car certains produits ne sont pas compatibles avec d’autres du fait qu’ils émettent des substances volatiles. Maintien de la température et de l’hygrométrie, du produit existant, jusqu'à son utilisation finale. Pour la conservation correcte des denrées périssables, il ne suffit pas de maintenir dans l’enceinte frigorifique, où elles sont placées une température convenable. Il faut également que l’humidité de l’air de cette enceinte soit suffisante sans être excessive. 2 a) LES EFFETS DE L’HUMIDITE  Une humidité insuffisante provoque une dessiccation exagérée des denrées entraînant : • Perte de poids. • Modification de l’aspect des produits. • Diminution de la valeur commerciale des produits.  Une humidité excessive entraîne d’autres inconvénients favorables au développement des moisissures. Il faut donc pouvoir adapter à tout moment la puissance frigorifique de l’installation. Ainsi lorsqu’il s’agit de refroidir un stock de denrées introduites dans la chambre, il est nécessaire de mettre en jeu une puissance frigorifique notablement plus grande que celle requise pour maintenir simplement la chambre et les denrées à la température destinée lorsque le refroidissement proprement dit de celles-ci est terminé. B) REGIME DE TEMPERATURE DE CONSERVATION En général les produits entreposés en fonction du régime de température de conservation sont les suivants : Réfrigération : • +4°C <t° < +8°C : Œufs frais, fromages, lait, tomate, fruits frais, pommes, poires, ananas frais, champignons, conserves de légumes, viande fraîche… • 0 < t° < +3°C : Beurre, volaille fraîche, viandes fraîches, poissons frais, conserves de poisson… Congélation : • -12 °C < t °C < -5°C : graisse végétales, volaille, viande réfrigérée, poisson fumé. • -16°C < t °C < -5°C produits opothérapiques (utilisation thérapeutique d’organes ou d’extraits d’organes d’origine animale). Surgélation • -20°C < t° C < -18°C : produits surgelés : œufs, pâtisserie et pain, volaille, viande, poisson, crabes, langoustes. • -25°C < t °C < -22°C : Crèmes glacées, fruits sucrés et surgelés, jus de fruit. III. PRODUCTION DE FROID On peut obtenir le froid de différentes façons : 3 Refroidissement naturel, air froid, glace naturelle). Refroidissement artificiel, dans lequel on fait appel à tout un ensemble de phénomènes : • Détente d’un gaz comprimé. • Changement d’état d’un corps, etc.… Les moyens de production de froid les plus importants sont les groupes frigorifiques. Une installation frigorifique comprend l’ensemble des machines, échangeurs, conduites et autres dispositifs à l’intérieur desquels évolue, en décrivant un cycle frigorifique, un fluide convenable dénommé fluide frigorigène. Elle comporte également tous les appareillages de réglage et les instruments de contrôle nécessaires. Avant d’étudier le cycle frigorifique et les appareils de réglage et de sécurité il sera utile de savoir quelques notions thermodynamiques. 4 FORMULAIRE DE FROID GENERALITES La Chaleur La chaleur est une forme de l’énergie. C’est la sensation perçue par nos organes des sens lorsque nous sommes placés devant un foyer en activité ou un corps incandescent par exemple. La vie terrestre est tributaire d’une des principales sources de chaleur : le soleil. La chaleur se manifeste également lors du passage d’un courant électrique dans une résistance, lors de la compression brusque d’un gaz, lors de certaines réactions chimiques, etc.…. Le froid C’est la sensation que fait éprouver l’absence, la perte, ou la diminution de la chaleur. La température C’est le «niveau » auquel la chaleur (énergie calorifique) se trouve dans un corps. Elle caractérise l’action plus ou moins énergique de la chaleur sur nos sens. C’est la température qui nous permet de dire qu’un corps est plus ou moins chaud qu’un autre. Echange de chaleur Lorsque deux corps sont en présence, la chaleur va toujours du corps chaud au corps froid l’échange de chaleur ne cessant que lorsque les deux corps sont à la même température. Exemple : Corps froid : l’évaporateur d’un système frigorifique. Corps chaud : les denrées entreposées dans le réfrigérateur. Les denrées (corps chaud) cèdent une partie de leur chaleur à l’évaporateur (corps froid), leur chaleur ayant diminué, leur température s’abaisse. Chaleur massique d’un corps C’est la quantité de chaleur qu’il faut fournir à 1 Kg de ce corps pour élever sa température de 1°C sans modifier son état physique : Par définition, la chaleur massique de l’eau est, à pression normale (1013 mbar), de 4.18 J / Kg °C ou encore 1 Kcal /Kg °C. 5 Chaleur sensible et chaleur latente Un corps peut recevoir ou fournir de la chaleur sous deux formes différentes : Sous forme sensible : l’absorption de chaleur sous cette forme se manifeste par une élévation de température du corps récepteur ; si le corps a, au contraire, fourni de la chaleur sa température s’abaisse. Absorption ou fourniture de chaleur ne provoquent pas de modification d’état physique du corps, et la variation de température est fonction de la quantité de chaleur échangée. Sous forme de chaleur latente : l’absorption de chaleur par un corps sous cette forme – ou la fourniture de chaleur par ce corps- se caractérise par une constance de la température du corps et par son changement d’état physique. Chaleur latente de solidification C’est la quantité de chaleur qu’il faut enlever à 1 Kg d’un corps pour le faire passer de l’état liquide à l’état solide sans abaisser sa température. Chaleur latente de fusion C’est la quantité de chaleur qu’il faut fournir à 1 Kg d’un corps pour le faire passer de l’état solide à l’état liquide, sans élever sa température. 6 Chaleur latente de vaporisation C’est la quantité de chaleur qu’il faut fournir à 1 Kg d’un corps pour faire passer de l’état liquide à l’état gazeux, sans élever sa température. Elle varie suivant la nature et la température du liquide. Chaleur latente de liquéfaction C’est la quantité de chaleur qu’il faut enlever à 1 Kg d’un corps pour le faire passer de l’état gazeux à l’état liquide sans abaisser sa température. 7 Mesure des quantités de chaleur L’unité de mesure de chaleur dans le Système International est le joule «j ». Les anciennes unités de mesure : calorie, Kilocalorie, frigorie sont interdite dans les documents légaux depuis 1977. Toutes fois uploads/Industriel/ cours-froid.pdf