Refrigeration et congelation par immersion dans des liquides aqueux concentres. Caracterisation experimentale et modelisation des transferts couples de chaleur et de matiere

par TIPHAINE LUCAS

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Roger Ben Aïm.

Soutenue en 1998

à Paris, ENGREF .

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  • Résumé

    La refrigeration-congelation par immersion (rcpi) consiste a immerger un aliment dans un liquide aqueux concentre a basse temperature (e. G. Saumure). Au cours de l'immersion, interviennent des transferts simultanes de chaleur et de matiere (sortie d'eau, entree de solute). Les avantages de la rcpi sont nombreux : temps de traitement plus courts, economies d'energie potentielles, amelioration de la qualite des produits surgeles mais, jusqu'ici, le developpement du procede avait ete freine par la non-maitrise des transferts de matiere. Ainsi, sur le plan organoleptique, la surface du produit peut etre excessivement impregnee en solute. Sur des temps d'immersion prolonges, elle entrainerait la decongelation du produit en surface. Ce travail avait pour but d'elaborer des regles de conduite du procede de rcpi, et de mieux comprendre les interactions entre transports de chaleur et de matiere. Il comprend i) la caracterisation du comportement en rcpi de differents systemes (gel, lit de billes, pomme), et de l'influence des variables du procede sur ce comportement ; ii) la modelisation des transferts couples (resolution analytique et numerique). Le modele numerique a ete valide experimentalement sur milieu poreux. Les simulations ont mis en evidence trois mecanismes d'impregnation, lies a l'avancement des fronts de congelation et de decongelation : $$1 la diffusion du solute dans les couches peripheriques du produit peut etre assez rapide pour y abaisser la temperature de congelation de l'eau et en empecher la congelation ; $$2 la congelation de l'eau au voisinage de la surface du produit ralentit l'impregnation en solute, mais ne la stoppe pas ; $$3 la diffusion du solute persiste meme sur produit congele, engendrant la fonte des cristaux de glace avoisinants et la formation d'une couche peripherique de produit decongele. Ceci se produit bien avant que l'equilibre thermique ne soit atteint. Une partie de ces mecanismes a pu etre observee experimentalement. Ce travail aboutit des a present a des recommandations aux utilisateurs de la rcpi. Ainsi, le gain en solute peut etre limite en controlant la congelation du produit ou en utilisant des enrobages. Des outils techniques (solutions analytiques) ont ete egalement elabores pour rapidement estimer le niveau d'impregnation du produit dans des conditions operatoires donnees.


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Informations

  • Détails : 189 p.
  • Annexes : 220 ref.

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