Tunnels de congélation, congélateurs secs, plateaux de refroidissement et congélateurs à spirale. Les congélateurs cryogéniques existent dans toutes les formes et toutes les tailles, avec leurs avantages, leurs inconvénients et leurs spécifications de conception particulières.
En tant qu’utilisateur final, comment choisir le meilleur congélateur cryogénique pour votre produit et votre site ? Et qu’implique le choix d’un congélateur spécifique à son installation et son raccordement ? Lisez la suite pour obtenir des réponses détaillées à ces questions.
Qu’est-ce qu’un congélateur cryogénique ?
En termes simples, un congélateur cryogénique est un système de congélation qui utilise un fluide cryogénique pour refroidir une substance. Beaucoup de ces systèmes de congélation utilisent de l’azote liquide comme réfrigérant. Avec une température aussi basse que -196 degrés Celsius, ce fluide cryogénique gèle la plupart des substances de façon extrêmement rapide.
Par rapport aux techniques de congélation conventionnelles, le congélateur cryogénique présente certains avantages significatifs lors de la congélation d’aliments ou de matières biologiques. Le processus de congélation se voit par exemple accéléré. Parallèlement, les risques de déshydratation et de développement bactérien sont minimisés. La structure et la forme du produit congelé sont également mieux préservées.
Tous ces avantages sont propices à la conservation des aliments dans l’industrie alimentaire ainsi que des matières biologiques dans les industries médicales et pharmaceutiques. Ce sont les industries dans lesquelles sont utilisés le plus de congélateurs cryogéniques.
Nous aimerions bien vous montrer à quoi ressemble le congélateur cryogénique ultime, mais il n’existe pas. Comme indiqué précédemment, un congélateur cryogénique peut se présenter sous une infinité de formes, dont voici quelques exemples :
- Le tunnel de congélation, qui permet de faire passer de grandes quantités d’aliments pour un refroidissement rapide et efficace.
- Le lyophilisateur qui sert à la conservation des matières biologiques et des matériaux biomédicaux, ainsi que des aliments.
- Les congélateurs à immersion, dans lesquels les produits alimentaires sont congelés individuellement et rapidement en les immergeant dans de l’azote liquide. Un exemple de congélateur à immersion est la cuve réfrigérante Demaco pour l’industrie alimentaire ou automobile.
- Les congélateurs à spirale, dans lesquels les produits alimentaires sont acheminés selon un processus continu sur une grande spirale à travers un congélateur refroidi à l’azote liquide.
- Les congélateurs cryogéniques pour le stockage d’échantillons, sont principalement utilisés dans l’industrie médicale pour refroidir des échantillons biologiques en toute sécurité grâce à l’azote liquide.
Un congélateur cryogénique à spirale utilisé dans l’industrie alimentaire
Choisir le bon congélateur cryogénique
Lorsqu’un utilisateur final prend la décision d’acheter un congélateur cryogénique, la première étape sera de déterminer ce à quoi cette nouvelle application cryogénique doit satisfaire. Certaines questions essentielles se posent :
- Quel produit sera congelé ? S’agit-il d’aliments spécifiques, de matières biologiques ou de produits pharmaceutiques ? Le congélateur sera-t-il utilisé pour congeler un ou plusieurs types de produits ?
- À quelle vitesse le produit doit-il être congelé? Certaines matières doivent être refroidies le plus rapidement possible, tandis que d’autres peuvent être endommagées par un refroidissement trop soudain. Dans ce dernier cas, un congélateur à débit contrôlé est souvent choisi.
- Quel volume de produits sera refroidi en une fois ? Plus le volume d’un matériau est important ou plus le produit est grand, plus la chaleur entre dans le congélateur.
- À quelle température le produit doit-il être refroidi?
Stockage cryogénique d’échantillons dans l’industrie médicale
Spécifications de conception du système
Une fois que le congélateur cryogénique a été choisi, son installation et son raccordement suivent. Le congélateur est amené sur le site et connecté par un technicien agréé à une cuve de stockage ou un vase Dewar contenant de l’azote liquide (ou un autre fluide cryogénique).
Comment cela fonctionne-t-il ? Outre des fonctionnalités spécifiques, chaque congélateur cryogénique a certaines exigences. Ces exigences concernent principalement l’alimentation en gaz liquide qui permet au congélateur de fonctionner de manière optimale.
C’est pourquoi, les techniciens d’installation poseront, entre autres, les questions suivantes :
- Combien de litres d’azote liquide (ou éventuellement d’un autre gaz liquide) le congélateur requiert-il par heure (quel est le débit) ?
- Le congélateur est-il lui-même équipé de vannes de remplissage, ou faut-il encore les installer ?
- Quelle est la pression de service nécessaire pour que le congélateur fonctionne ?
- Le fluide cryogénique utilisé doit-il être exempt à 100 % de bulles de gaz ?
- Quelles sont les exigences en matière de sécurité? Par exemple, la détection de l’O2 dans la zone est-elle nécessaire ?
Sur la base de toutes ces données, une infrastructure cryogénique, qui correspond parfaitement au congélateur cryogénique ainsi qu’aux exigences et aux besoins de l’utilisateur, est construite.
Une infrastructure cryogénique comprenant des lignes de transfert isolées sous vide qui amènent l’azote liquide d’une cuve de stockage vers un congélateur cryogénique.
Demaco est un fournisseur d’infrastructures cryogéniques
Chez Demaco, nous travaillons jour après jour à la conception et à l’installation des meilleures infrastructures cryogéniques pour des applications infinies, y compris les congélateurs cryogéniques.
Au cours des dernières décennies, nous avons mis en service des congélateurs de toutes formes et de toutes tailles dans divers secteurs d’activité. Nous nous concentrons toujours sur les spécifications de conception du congélateur et les directives de l’industrie.
Nous examinons plusieurs aspects tels que le débit, la pression de service et l’alimentation adéquate du fluide cryogénique. Nos produits améliorant la qualité garantissent un fluide cryogénique exempt de bulles de gaz.
En général, l’infrastructure d’un congélateur cryogénique se compose des éléments suivants :
- Des lignes de transfert isolées sous vide, qui garantissent, par exemple, que l’azote liquide provenant d’une cuve de stockage ou d’un dewar est acheminé jusqu’au congélateur cryogénique. La technologie du vide offre, de loin, la meilleure isolation pour les fluides cryogéniques. Elle minimise les pertes de chaleur et garantit que le liquide cryogénique atteint le congélateur avec une qualité optimale.
- Les produits améliorant la qualité comprenant, par exemple, un séparateur de phase, un dégazeur ou un sous-refroidisseur. Ces produits permettent de maintenir la qualité du gaz liquide à un niveau élevé et contribuent à établir la pression de service requise.
- Les raccords soudés ou raccords Johnston, reliant les sections de lignes de transfert isolées sous vide entre elles et aux autres composants de l’infrastructure.
- Toutes les vannes de remplissage, souhaitées ou nécessaires, dans le système, ainsi que les vannes de secours et les vannes d’arrêt.
- Toute mesure de sécurité supplémentaire, telle qu’un détecteur d’O₂ dans le local.
Nous fournissons une infrastructure méticuleusement conçue qui garantit le fonctionnement optimal de chaque congélateur cryogénique.
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