Quelle est la différence entre congélation classique et surgélation cryogénique

Explorez les différences entre la congélation classique et la surgélation cryogénique, leurs impacts sur la qualité des aliments, et les critères pour choisir la meilleure technologie de froid pour votre production alimentaire.

Lecture : 4 min

Cryogénie alimentaire Air Liquide

Pour conserver les aliments, les professionnels de l'industrie alimentaire hésitent souvent entre deux technologies de froid : le froid mécanique et le froid cryogénique. Chacune présente des avantages distincts en termes de température, de temps de traitement, d'adaptabilité et de coûts. 

Cet article compare les deux techniques, en mettant en lumière leurs impacts sur la qualité des produits et les aspects économiques, pour vous aider à choisir la solution la plus adaptée à vos besoins spécifiques. 
Découvrez comment ces technologies influencent la conservation des aliments et optimisent les procédés de production.

Avez-vous des questions sur la différence entre congélation classique et surgélation cryogénique ?

Comparaison des fonctionnements

  • Températures
    Les systèmes de froid mécanique utilisent des frigorigènes à des températures allant de -30°C à -45°C. En revanche, le froid cryogénique atteint des températures beaucoup plus basses, avec le dioxyde de carbone liquide à -60°C à -78°C, et l'azote liquide à -100°C à -150°C. Cette différence de température significative facilite les transferts thermiques, et ce d’autant plus que le gaz cryogénique est à la fois le frigorigène et le fluide frigoporteur.
  • Temps de traitement 
    Grâce à un écart de température plus important et une quantité de frigories plus élevée, le froid cryogénique permet un traitement plus rapide des aliments. Ce procédé est particulièrement efficace pour abaisser rapidement la température à cœur ou en surface des produits, comme dans le cas du croûtage.
  • Adaptabilité
    Le froid cryogénique se distingue par sa grande flexibilité, adapté aux opérations intermittentes et aux variations de capacité et de type de produit. Il permet également des opérations spécifiques telles que le croûtage. À l'inverse, le froid mécanique est mieux adapté aux productions continues et régulières, et se prête bien à des fonctions de maintien au froid.
  • Installation
    Les installations de froid cryogénique sont moins encombrantes. Elles sont constituées simplement du stockage du fluide cryogénique, de la ligne de transfert l’équipement de surgélation et des équipements de gestion des gaz générés. En revanche, les installations de froid mécanique nécessitent des groupes frigorifiques plus imposants, des réfrigérants réglementés et une puissance électrique supérieure.

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Comparaison de la qualité des produits

  • Perte en poids
    La perte en masse des aliments, due à l'extraction d'une partie de son eau, est un phénomène courant dans les enceintes froides. Grâce à un temps de traitement plus court et sous l'effet d’une ventilation moins intense, le froid cryogénique réduit cette perte en eau comparé au froid mécanique.
  • Structure cellulaire
    Le froid mécanique congèle lentement l’eau contenue dans les aliments sous la forme de gros cristaux de glace. Grâce au franchissement rapide du palier de congélation, la surgélation rapide du froid cryogénique favorise la formation de petits cristaux, minimisant les dommages aux membranes des cellules. Contrairement, la cryogénie préserve la structure, la cohésion, ainsi que les qualités organoleptiques et nutritionnelles des aliments.
  • Amélioration globale
    Le froid cryogénique est idéal pour les produits délicats, évitant le collage de produits fragiles et facilitant des traitements ultérieurs spécifiques comme le tranchage fin ou le décorticage.
    Avec moins de perte en poids et une meilleure qualité organoleptique et nutritionnelle finale, un produit traité par le froid cryogénique peut ainsi être mieux valorisé.

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Comparaison économique 

  • Investissements
    Les investissements initiaux pour le froid cryogénique sont plus faibles que pour le froid mécanique, réduisant ainsi les risques financiers, notamment pour les nouveaux produits ou marchés incertains.
  • Coût d’exploitation
    Le coût d'exploitation du froid cryogénique peut être plus élevé, principalement en raison de la consommation de fluides cryogéniques comme l'azote liquide ou le dioxyde de carbone liquide. En comparaison, le froid mécanique est plus gourmand en énergie électrique et en eau, mais reste souvent plus économique pour des productions régulières et de grande envergure.
  • Maintenance - Entretien
    Le froid cryogénique nécessite moins de maintenance grâce à un nombre réduit de pièces mobiles dans les équipements. En revanche, le froid mécanique demande un entretien régulier et la gestion de pièces détachées ainsi que de réfrigérants réglementés.

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Quel froid choisir ?

  • Le froid mécanique 
    Adapté pour les productions de masse régulières avec une visibilité à long terme, le froid mécanique se caractérise par un faible coût d'exploitation malgré des investissements initiaux élevés et une flexibilité réduite.
  • Le froid cryogénique 
    Avec des investissements initiaux plus faibles et une grande flexibilité, le froid cryogénique est idéal pour les productions moyennes, irrégulières ou les lancements de produits. Il est particulièrement avantageux pour les produits fragiles ou à haute valeur ajoutée.
  • Le froid mixte
    L 'association des deux techniques peut offrir des avantages combinés, maximisant la flexibilité et l'efficacité des processus de congélation. Cette combinaison permet de répondre de manière optimale aux besoins spécifiques des industriels alimentaires.
    L' association du froid mécanique et de celui cryogénique peut être réalisée :
    • soit en série avec le froid cryogénique en amont pour le traitement des produits fragiles ou en "dopage".
    • soit en série avec le froid cryogénique en aval pour réaliser un multiplicateur de débit ;
    • soit en parallèle pour palier des augmentations temporaires de production ;

En conclusion, le froid mécanique et la cryogénie sont des techniques complémentaires avec de nombreuses applications permettant de répondre au mieux aux besoins des industriels en fonction des produits à traiter. En comprenant les avantages de chacun, il est facile de choisir sa solution de froid pour allier optimisation des procédés et produits de haute qualité.

Vous avez un projet de refroidissement ou de surgélation et besoin de conseils pour choisir le votre solution de froid? N’hésitez pas à nous contacter. Les experts en cryogénie alimentaire d’Air Liquide vous apporteront toutes les informations nécessaires.

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