Quel est l'usage de l'azote liquide en cryogénie alimentaire ?

Dans l'industrie alimentaire, l’azote liquide est utilisé comme source de froid intense, rapide et efficace. Ses propriétés uniques le rendent indispensable pour la conservation et la production industrielle.

Lecture : 4 min

Cryogénie alimentaire Air Liquide

L'azote liquide est un atout clé dans divers secteurs industriels pour ses propriétés uniques de froid extrême. Utilisé notamment dans l'industrie alimentaire, il permet un refroidissement et une surgélation rapide et efficace des aliments, préservant leur qualité. 

Découvrez dans cet article les propriétés de l'azote liquide, ses applications industrielles, ses avantages et les considérations de sécurité liés à son utilisation.

Avez-vous des questions sur l’azote liquide et son utilisation en alimentaire ?

Qu'est-ce que l'azote liquide ?

L'azote liquide est de l'azote (N₂)  stocké dans des réservoirs isolés sous vide, sous forme liquide à -196°C et 1,5 bar. Utilisé dans divers secteurs, ses propriétés de froid extrême en font un outil indispensable pour de nombreuses applications industrielles.
Sa détente à la pression atmosphérique le transforme en gaz -196°C.

  • Son changement d’état, la vaporisation de l’azote liquide en gaz, libère 36 frigories.
  • Le réchauffement du gaz libère entre 32 et 47 frigories (selon la température à atteindre).

Différences entre azote liquide et azote gazeux
L'azote liquide et l'azote gazeux sont deux formes différentes du même élément, utilisées dans diverses applications :

  • Azote liquide : Liquide à -196°C, il est utilisé pour ses propriétés cryogéniques. Lors de sa vaporisation, il absorbe une grande quantité de chaleur, fournissant ainsi un refroidissement rapide et efficace.
  • Azote gazeux : À température ambiante, il est utilisé pour ses propriétés d’inertie chimique pour protéger des produits ou installation de l’oxygène, comme la conservation des aliments sous atmosphère protectrice.

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L'azote liquide, source de frigories 

L'azote liquide possède des propriétés exceptionnelles :

  • Sa puissance : Un litre d’azote liquide passant de -196°C à 0°C fournit environ 80 frigories. La moitié de ces frigories est déjà disponible à -196°C lorsque l’azote passe de l’état liquide à l’état gazeux. L’autre moitié provient de la chaleur sensible des gaz. Sur un plan pratique, les stockages de plusieurs dizaines de milliers de litres d’azote liquide permettent d’avoir à disposition une puissance frigorifique infinie.
  • Sa souplesse : une simple vanne, qu’elle soit manuelle, électrique ou pneumatique, permet de régler aisément un débit frigorifique, d’atteindre et de maintenir une température déterminée entre l’ambiance et -196°C, ou même de réguler une vitesse de refroidissement. On peut ainsi faire varier à volonté le type de production, les quantités horaires traitées ou simplement le rythme de travail. 
  • Sa précision : l’azote liquide répond à tous les procédés exigeant une très grande reproductibilité, avec l'apport d’une énergie frigorifique déterminée en un point précis et avec une intensité parfaitement contrôlée.
  • Sa fiabilité : du fait de la simplicité de mise en œuvre de l’azote liquide, les matériels utilisés sont fiables. Leur entretien est pratiquement nul et les risques de pannes sont presque inexistants contrairement aux techniques de congélation classique

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Applications de l'azote liquide en cryogénie alimentaire

L'azote liquide est, avec le dioxyde de carbone, le fluide cryogénique le plus populaire dans l’industrie. Il est utilisé dans divers secteurs industriels mais son application principale est en alimentaire, pour:

  • Surgélation : L’utilisation de l’azote liquide apporte à l’industrie de la surgélation :

    • Une très grande vitesse de surgélation,
    • La possibilité de travailler en continu, rapidement, automatiquement, donc dans des conditions optimales d’hygiène,
    • Un matériel simple, efficace et économique.

    Ce procédé s’applique particulièrement bien à la surgélation de viandes hachées ou en morceaux, plats cuisinés, légumes, fruits (fraises, framboises…), filets de poisson ou encore pâtisseries cuites ou crues.

  • Refroidissement
  • Contrôle de température dans les malaxeurs, hachoirs, pétrins
  • Formage
    Croûtage (congélation en surface)
  • Broyage

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Avantages de l'azote liquide

L'azote liquide, une frigorie puissante et souple, présente de nombreux avantages pour l’industrie alimentaire :

  • Qualité préservée : L’apport de froid rapide et intense préserve la texture et les qualités nutritionnelles. En effet, le froid cryogénique congèle très rapidement l’eau contenue dans les aliments favorisant la formation de petits cristaux de glace et minimisant les dommages aux membranes cellulaires. 
  • Efficacité : Réduction significative du temps de congélation comparé aux méthodes classiques. On parle alors de surgélation.
  • Flexibilité : Adapté à tous types de produits (entier, piécé, portion, IQF, solide, liquide, pâteux, mous…), sa mise en œuvre offre une grande polyvalence dans les chaînes de production.
  • Investissements réduits : les équipements cryogéniques associés à l’utilisation de l’azote liquide sont compacts et de conception simple générant des investissements plus faibles qu’en froid mécanique.

 

Considérations de sécurité

  • Stockage et transport : Doit être stocké dans des réservoirs sous haute pression, à l'écart de toute source de chaleur.
  • Manipulation : Équipements de protection individuelle (EPI) nécessaires pour éviter les brûlures cryogéniques.
  • Ventilation : Les zones de travail doivent être bien ventilées pour éviter l'accumulation d’azote gazeux, qui peut entraîner des risques d'asphyxie par absence d’oxygène.

L'azote liquide est une ressource précieuse dans de nombreuses industries, offrant des solutions efficaces pour refroidir, conserver et surgeler des aliments, ainsi que d'autres applications industrielles. Ses propriétés cryogéniques permettent de préserver la qualité des produits tout en optimisant les procédés de production. Cependant, son utilisation requiert des précautions strictes en matière de sécurité pour assurer un environnement de travail sûr et efficace. 

Vous avez un projet de refroidissement ou de surgélation et envisagez d’utiliser l’azote liquide? N’hésitez pas à nous contacter. Les experts en cryogénie alimentaire d’Air Liquide vous apporteront tous les conseils nécessaires.

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