Congelare; congelare - Inginerie alimentară

1-Rece, o nevoie agroalimentară

11- Informații generale despre frig

Frigul corespunde unei scăderi a temperaturii unui corp, astfel încât să se reducă considerabil evoluția acestuia.
Utilizarea surselor reci a existat dintotdeauna: colectarea și depozitarea gheții din lacuri sau râuri în timpul iernii, pentru răcirea peștelui sau a cărnii, evaporarea apei dintr-un borcan de lut pentru menținerea alimentelor proaspete, sunt câteva exemple antice. Astăzi, în Franța, se estimează că cel puțin 50% din alimentele noastre au fost supuse tratamentului frigorific. Prin urmare, frigul este o componentă esențială a industriei alimentare: în depozitarea materiilor prime (laptele crud păstrat într-un rezervor frigorific la 3 - 4 ° C), în timpul fabricării produsului (blocarea procesului de acidifiere prin rece la 3 ° C pentru fabricarea iaurturilor), pentru conservare (depozitarea alimentelor proaspete în camere frigorifice), transport (vehicule frigorifice) și distribuție (dulapuri frigorifice sau congelatoare).

Când vorbim despre „frig” în industria alimentară, vorbim despre două niveluri de temperatură:
• Peste punctul de schimbare a stării de solidificare a apei: vorbim despre frig sau refrigerare pozitive și produsele sunt în medie între 0 ° C și 10 ° C.
• Sub acest punct: vorbim de frig negativ; acestea sunt înghețate și înghețate, în funcție de rata de scădere a temperaturii. Produsele sunt între - 40 ° C și -10 ° C. (-18 ° C cel mai des)

Aici în video (de „C’est pas Sorcier”) explicația congelării/congelării !

12 Surse de frig

Se folosesc agenți frigorifici, adică fluide cu caracteristici speciale, cum ar fi ușurința schimbării stării (lichid în solid și invers) la presiuni scăzute și temperaturi scăzute. În general se utilizează două tipuri de fluide:
a) Agenti frigorifici obținut prin transformări chimice (halogenare, clorurare)
Au apărut două generații de produse:
• Agenți frigorifici constând din litera „R” (pentru agent frigorific) urmată de două sau trei cifre: R - xyz. Acestea sunt hidrocarburi halogenate, cum ar fi R22, utilizate în mod obișnuit sau RI 15. Acești agenți frigorifici intră sub o nomenclatură specifică pe care nu o vom discuta.
• Agenți frigorifici constând din litera „C” care sunt compuși care conțin clor, cum ar fi CFC (clorofluorocarburi) sau HCHC (un atom de hidrogen în loc de clor). Acești compuși sunt puternic implicați în distrugerea stratului de ozon. De asemenea, la nivel de reglementare, CEE a limitat utilizarea CFC-urilor și a HCHC-urilor, cu o limită a consumului începând de astăzi, o dispariție în 2030.

b) Agenți frigorifici naturali, numiți „gaze criogenice”
Azotul lichid și dioxidul de carbon au particularitatea schimbării stării la presiune normală și la temperaturi foarte scăzute .

13 Tehnici implementate

Sunt posibile două tehnici: așa-numita tehnică la rece „mecanică” care folosește o mașină frigorifică (tip frigider) și așa-numita tehnică la rece „criogenică” care utilizează direct azot sau dioxid de carbon.

131 Răcire mecanică
Conceptul de mașină frigorifică datează de la mijlocul secolului al XIX-lea datorită lordului Kelvin.

* Principiu
Un agent frigorific (sau agent frigorific) circulă într-o buclă închisă și schimbă starea cu ușurință sub influența presiunii. Folosim faptul că orice schimbare de stare are ca rezultat consumul sau eliberarea de energie.
În special:
• trecerea de la starea lichidă la starea gazoasă necesită energie externă (+ Q),
• trecerea de la starea gazoasă la starea lichidă eliberează energie (-Q).
Într-adevăr, este nevoie de energie pentru a dezorganiza materia și a separa moleculele (gazul lichid), în timp ce le reunesc, eliberează energie.

Descrierea simplificată a unei instalații de refrigerare mecanică
(frigider sau congelator ...)

Instalația include un circuit închis pentru circulația unui agent frigorific: freon (gaz rar) sau lichide frigorifice sintetice.
Instalarea include:

Evaporatorul:
Conține agent frigorific la 20 ° C; sub presiunea atmosferică normală P1, lichidul se vaporizează (trecând de la starea lichidă la starea gazoasă): este deci nevoie de energie. Aceasta este preluată din aerul din compartimentul interior al frigiderului (carcasa). Aerul și mâncarea din el sunt răcite.
Evaporatorul este componenta principală în producția de frig.
Compresorul
În compresor, presiunea devine P2> P1. Fluidul este încă gazos și temperatura acestuia crește la T2> Tl.
Condensatorul
În condensator, gazul se răcește la contactul cu aerul ambiant, ceea ce determină lichefierea gazului (trecerea de la starea gazoasă la starea lichidă): există apoi eliberare de calorii, deci de căldură (acest lucru explică faptul că partea din spate a frigiderul este fierbinte).
Regulatorul
Permite scăderea presiunii lichidului frigorific pentru a-l readuce la valoarea inițială (P1). Temperatura scade, de asemenea.

132 Frig criogenic
• Principiu
Vaporizarea anumitor gaze lichefiate, în contact direct cu alimentele, le absoarbe căldura (energia) și le permite să fie răcite foarte repede.
În alimente, se utilizează două gaze lichide, care sunt interesante pentru schimbarea de temperatură foarte scăzută a stării la presiune scăzută:
• CO2 lichid care devine gazos la - 78,5 ° C sub 1 atm,
• N2 lichid care devine gazos la -196 ° C sub 1 atm.

14 Frig și calitate

Definite de Alexandre MONVOISIN (1928), principiile fundamentale ale aplicării frigului la conservarea alimentelor perisabile sunt stabilite sub termenul „ Trepied frigorific MONVOISIN ":

1. Aplicarea frigului la produse sănătoase: Deoarece refrigerarea încetinește fenomenele de deteriorare și multiplicare microbiană, este esențial ca alimentele să fie inițial de o calitate excelentă și puțin contaminate.
2. Precocitate: Frigul trebuie aplicat cât mai curând posibil după tăiere sau recoltare, înainte ca diferitele deteriorări să înceapă.
3. Continuitate: Fiecare tip de produs refrigerat trebuie menținut la o temperatură adecvată (de exemplu, o temperatură maximă de 4 ° C pentru carne, păsări de curte etc.) Orice creștere apreciabilă a temperaturii produsului peste această valoare determină o accelerare a multiplicării microbiene și fenomene de degradare. Temperatura de depozitare a alimentelor trebuie să rămână cât mai constantă posibil sub această limită, de la sacrificare sau recoltare până la consum. Vorbim astfel de " lant rece ", eficacitatea sa în funcție de cea a celei mai slabe verigi.