L’utilisation du refroidissement cryogénique est de plus en plus courante. Alors que le
La technologie cryogénique est encore relativement récente, de plus en plus de fabricants constatent que leur travail peut être effectué beaucoup plus rapidement, mieux et plus efficacement en utilisant des températures très basses.
Mais quels sont exactement les avantages du refroidissement cryogénique ? Dans cet article, nous allons comparer le refroidissement cryogénique à d’autres méthodes de refroidissement et expliquer pourquoi la cryogénie est devenue de plus en plus connue et populaire au cours des dernières décennies.
Qu’est-ce que le refroidissement cryogénique ?
Le refroidissement cryogénique est l’utilisation de températures extrêmement froides pour refroidir rapidement et efficacement des matériaux. Dans la plupart des cas, cela implique l’utilisation de gaz liquides qui, à une température de -160 °C ou moins, sont dits « cryogéniques ».
La façon dont ces températures sont atteintes dépend beaucoup du matériau à refroidir et du type de gaz utilisé. Comme sur notre page sur technologie cryogénique , les températures cryogéniques sont atteintes, entre autres, par conduction thermique, refroidissement par évaporation, refroidissement par expansion rapide ou démagnétisation adiabatique.
Le choix d’un gaz particulier dépend également du matériau à refroidir. L’azote liquide est largement utilisé pour refroidir les aliments, les matériaux biologiques et les composants électroniques, tandis que l’hélium est couramment utilisé pour les grands projets de recherche et dans les voyages spatiaux.
Refroidissement cryogénique pour la conservation de la qualité
Comme décrit il y a quelques semaines dans notre blog sur la cryoconservation, le refroidissement cryogénique présente un avantage significatif lorsqu’un produit ou un matériau doit être conservé avec une qualité optimale.
Par exemple, lorsque des aliments, des matériaux biologiques ou des médicaments sont congelés dans un congélateur « normal » à environ -18 °C, le processus de congélation est relativement lent et non réglementé. Cela entraîne la formation de cristaux de glace, qui peuvent endommager la forme et la structure du produit.
Les fruits congelés montrent clairement ce problème. S’il s’agit d’un congélateur « ordinaire », l’apparence et la qualité du produit ne sont plus les mêmes.
Ce n’est pas toujours un problème avec les aliments, mais c’en est un avec le matériel médical. Dans ce cas, la congélation cryogénique est une solution logique.
En appliquant les techniques de congélation cryogénique, le processus de refroidissement est contrôlé (
congélation à vitesse contrôlée). Cela permet une congélation rapide et profonde, tout en évitant autant que possible la perte d’humidité et la formation de cristaux. Par exemple, la congélation cryogénique réduit la perte d’humidité à environ 1%, par rapport à environ 1,5-2% dans un tunnel de congélation IQF et 4% dans un congélateur à spirale.
Refroidissement cryogénique pour un processus de travail rapide
Outre une augmentation de la qualité, les gaz cryogéniques accélèrent également les processus de travail dans diverses industries.
Par exemple, dans l’industrie alimentaire, il arrive régulièrement que le travail doive être arrêté pendant un certain temps parce qu’un produit doit d’abord refroidir. C’est dommage, et facilement résolu par le refroidissement cryogénique. Un tunnel de congélation cryogénique, par exemple, permet de refroidir les denrées alimentaires en un rien de temps, sans avoir à interrompre le processus de production.
Également dans le secteur de l‘industrie automobile, le refroidissement cryogénique réduit le temps de refroidissement . Une méthode de refroidissement cryogénique bien connue dans ce secteur est le frettage. Les pièces sont placées dans un récipient rempli d’azote liquide. réfrigérateur sont tellement rétrécies qu’elles peuvent alors être placés avec une force légère dans un bloc moteur par exemple. Dès que les pièces reviennent à la température ambiante, elles se dilatent à nouveau et sont solidement ancrées. Des roues de refroidissement supplémentaires sont souvent placées dans les bacs de refroidissement, ce qui donne à l’objet le temps de refroidir sans ralentir le processus de travail.
Enfin, les méthodes de refroidissement cryogénique permettent également de gagner beaucoup de temps dans l’industrie manufacturière. Dans le cas de l’extrusion de l’aluminium, par exemple, l’azote liquide n’est pas seulement utilisé pour inerter l’espace de travail (industrie électronique ) mais aussi pour assurer la sécurité du personnel ainsi que pour le refroidissement rapide des profilés en aluminium immédiatement après la production. En outre, le refroidissement cryogénique augmente également la vitesse et l’efficacité des outils en acier.
En résumé, le refroidissement cryogénique semble être une méthode de refroidissement très efficace. Et, plus le refroidissement est efficace, moins il y a d’interruption pendant le travail, et plus un projet peut être achevé rapidement.
Le refroidissement cryogénique, une alternative durable
S’ils diffèrent sensiblement les uns des autres, les gaz cryogéniques présentent également une similitude importante : ils sont un produit naturel. L’azote couramment utilisé, par exemple, est simplement présent dans l’air.
Dans les installations de séparation de l’air, l’azote, l’oxygène, l’argon et une très petite quantité de gaz rares sont filtrés de l’air et séparés les uns des autres, après quoi ils peuvent être utilisés sous forme liquide dans des applications cryogéniques.
Un gaz se libère-t-il après utilisation ? Puis il se mélange à nouveau avec l’air. Il n’est pas nécessaire de les collecter et de les filtrer et il n’y a pas de pollution atmosphérique.
L’utilisation de gaz liquéfié pour la réfrigération des outils présente un avantage supplémentaire en termes de durabilité. C’est ainsi que prouvé que le refroidissement cryogénique réduit l’usure des outils. Une meilleure et plus longue utilisation des matériaux réduit les déchets et la pollution.
Économisez de l’argent avec le refroidissement cryogénique
Après avoir lu les paragraphes précédents, cet avantage est peut-être déjà évident. Cependant, nous ne pouvons pas simplement laisser passer les avantages financiers du refroidissement cryogénique. En fait, par rapport aux autres méthodes de refroidissement, le refroidissement cryogénique présente deux avantages financiers majeurs.
Tout d’abord, le refroidissement par gaz cryogénique est beaucoup plus rapide que la plupart des autres méthodes de refroidissement, ce qui permet tout simplement de gagner du temps. Il garantit que les processus peuvent se dérouler sans problème, sans temps d’attente ni interruption.
Deuxièmement, les systèmes de refroidissement cryogéniques sont souvent
moins chers en coûts de mise en place et d’achat que les alternatives connues. Les coûts de maintenance sont également faibles et les systèmes peuvent être nettoyés facilement et rapidement.
Nous parlons bien sûr des systèmes de réfrigération qui utilisent des gaz de l’air, comme l’azote liquide, très répandu. Lorsqu’on utilise un gaz plus rare, comme l’hélium, un projet peut être beaucoup plus coûteux.
Cependant, avec la bonne technologie, l’utilisation durable et abordable des gaz liquides rares est également possible. Un bon exemple de cela est le ASuMED moteur cryogénique que nous avons décrit en détail dans notre précédent blog. Ce moteur d’avion innovant et supraconducteur utilise de l’hélium dans un système dit système à boucle fermée. L’hélium ne quitte pas le système, il circule et est réutilisé en permanence. Pour plus d’informations, consultez notre blog sur la
moteur cryogénique.
Comment Demaco rend le refroidissement cryogénique possible
Chez Demaco, nos cryogenius font la différence. Chaque jour, notre équipe expérimentée est impliquée dans de nouveaux projets et problèmes cryogéniques dans une grande variété d’industries cryogéniques. Notre site lignes de transfert isolées sous vide Les produits de conditionnement (amélioration de la qualité) et les solutions clés en main contribuent tous à l’efficacité du transport, du stockage et de l’utilisation du gaz liquide. Cela rend le refroidissement cryogénique sûr, durable et efficace, d’une manière qui correspond parfaitement aux souhaits du client dans le cadre d’un projet spécifique.
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