Le dioxyde de carbone liquide est un élément clé dans diverses applications industrielles, notamment en cryogénie alimentaire. Dans l'industrie alimentaire, il est utilisé comme source de froid intense, rapide et efficace.
Qu'est-ce que le Dioxyde de Carbone Liquide ?
Le dioxyde de carbone liquide est du CO2 refroidi et pressurisé pour se maintenir à l'état liquide. Il est stocké, réfrigéré à environ -20°C et 20 bar. Sa détente à pression atmosphérique le transforme en un mélange composé pour 47% de neige carbonique à -78.5°C et pour 53% environ de gaz froid.
Le froid produit est emmagasiné dans la neige et le gaz puis libéré par :
- Sublimation de la neige carbonique (transformation de la neige en gaz) libérant environ 65 frigories par kg de CO2 liquide
- Sous l'effet du réchauffement, le gaz libère environ 5 à 15 frigories par kg de CO2 liquide.
L’essentiel des frigories est donc contenu dans la neige carbonique. Cette neige, compactée sous la forme de glace carbonique trouve par ailleurs de nombreux usages, dans le transport réfrigéré notamment.
Avantages du Dioxyde de Carbone en Cryogénie
L'utilisation du dioxyde de carbone liquide pour refroidir ou surgeler les aliments présente de nombreux avantages :
- Qualité préservée : L’apport de froid très rapide limite aussi les pertes en eau et préserve le goût, la texture et les qualités nutritionnelles des aliments.
Applications Spécifiques du CO2 en Cryogénie Alimentaire
Le refroidissement, la surgélation, le croûtage ou encore le contrôle de température cryogénique font appel indifféremment à l’azote liquide ou au CO2. Il existe cependant des applications spécifiques à chacun des deux fluides. Dans le cas du CO2, c’est son inertie thermique qui est recherchée afin d’assurer un contrôle de température “longue durée” (de quelques minutes à 48h). On peut citer par exemple le maintien en température de produits alimentaires pendant le transport réfrigéré, routier, ferroviaire ou aérien.
Le CO2 pour la Cryogénie Alimentaire
Le froid cryogénique intervient depuis les procédés de transformation jusqu'au transport frigorifique et la vente des produits agroalimentaires.
CO2 R744 : un Frigorigène Naturel à Haute Capacité de Refroidissement
Le CO2 est un gaz naturel qui n'est ni toxique ni inflammable et qui ne contribue pas à la destruction de la couche d'ozone. En outre, son effet de serre (réchauffement climatique) est très faible par rapport aux autres produits utilisés dans les applications de réfrigération.
Le CO2 pour le Traitement des Eaux
Le dioxyde de carbone joue un rôle essentiel dans la gestion de l'eau, en particulier pour le contrôle du pH.
Applications dans l’Industrie Laitière
Dans l’industrie laitière, la régulation précise du pH est d'une importance cruciale pour produire des fromages uniformes et de qualité constante. Si l’obtention d’une température précise est chose facile, il n’en est pas de même pour l’acidité, ajustée traditionnellement à l’aide de ferments lactiques.
Quelles que soient les conditions de production, le CO₂ permet l'obtention instantanée du pH souhaité au 1/100e près. Au pH cible, le caillé est plus ferme, réduisant les pertes. L’action optimisée de la présure permet de diminuer les quantités habituelles utilisées. Suppression ou diminution des temps de maturation grâce à l’action instantanée du CO₂.
Compte tenu des faibles grammages utilisés (généralement autour de 0,1 à 0,2 g / litre de lait / 0,1 unité pH), le CO2 sous forme gazeuse garantit un dosage avec une plus grande précision que les acides forts sous forme liquide. Il présente en effet, une courbe de neutralisation à pente douce, alors que celle des acides forts est très abrupte de part et d’autre de la neutralité.
Air Liquide propose le Carbostat dont le rôle est d’assurer la réaction lait/CO2. Le Carbostat est très simple et facile à utiliser. L’accompagnement technique de nos experts fait partie de l’offre de base d’Air Liquide. Nos experts peuvent faire un diagnostic sur l’installation actuelle et éventuellement des mesures de débits.
Le CO2 est toujours stocké à l’état liquide. Après vaporisation et réchauffage, il est détendu entre 8 et 10 bar puis distribué à l’état gazeux en direction du point d’utilisation.
Considérations de Sécurité
L'utilisation du CO2 en cryogénie nécessite des précautions spécifiques. Le CO2 est stocké à l'état de liquide à -20°C/20 bar et sa détente produit de la neige à -78,5°C ; il est donc très froid. Il est essentiel de se protéger contre les projections et les risques de gelures avec des équipements spécifiques (port de lunettes, de gants… ) conformément aux consignes de sécurité communiquées par le fournisseur.
Le CO2 n’est pas un gaz toxique à faible dose mais l’installation d’un procédé utilisant du CO2 dans une zone de travail doit être parfaitement maîtrisée. La zone doit être bien ventilée et il est nécessaire d’installer des systèmes de mesures en continu. Tout usage du CO2 doit se faire dans le respect des consignes de sécurité communiquées par le fournisseur.
Le CO2 et la Conservation des Aliments
Dans les processus de conservation des aliments, l’oxygène est généralement l’élément indésirable car il favorise le développement des microorganismes aérobies mais aussi la dégradation des lipides et des pigments ou autres vitamines par oxydation. Il est toutefois recherché dans le conditionnement sous atmosphère protectrice de certains produits comme les viandes fraîches.
Il retarde la croissance et réduit la vitesse de multiplication des bactéries aérobies et des moisissures. L’efficacité du procédé demande un choix pertinent de l’atmosphère de protection mais aussi des autres éléments du système, matériau d’emballage, machine de conditionnement et hygiène initiale du produit.
L’utilisation d’un mélange gazeux sur-oxygéné (70%) permet en effet de maintenir ou de renforcer la couleur rouge ou rose des viandes et volailles fraîches. L’utilisation simultanée de CO2 dans le mélange (30%) contribuera au ralentissement du développement des micro-organismes.
Composition du CO2 Liquide
Composants (% Vol. (*) garantie dans la source de CO2 liquide:
- Les composants du mélange sont conformes aux spécifications E290 (dioxyde de carbone) et E948 (oxygène)
- Produit conforme à la démarche HACCP
- Nous utilisons de l’électricité 100% renouvelable pour produire et conditionner les gaz en bouteilles et cadres.
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