Cellules de refroidissement et de congélation rapides

Principe et utilisation

Il arrive que certaines professions libérales tels que les traiteurs soient amenés à s’équiper de ce type d’équipement afin de passer directement de la phase de cuisson à celle d’exposition dans les vitrines réfrigérées.

La cellule de refroidissement / congélation rapide est une enceinte isolée thermiquement comportant un dispositif de production de froid permettant de descendre rapidement la température de plats cuisinés chauds. Immédiatement après la cuisson, les préparations chaudes sont conditionnées sur une épaisseur ne dépassant pas 30 mm. Elles sont ensuite refroidies :

  • En liaison froide réfrigérée, de + 65 °C à + 10 °C en un temps inférieur ou égal à 110 mn dans une cellule de refroidissement rapide.
  • En liaison froide surgelée, de + 65 °C à – 18 °C en un temps inférieur ou égal à 4 heures 30 dans une cellule de congélation rapide.

Elles ont été conçues spécialement pour la restauration différée mais peuvent être utilisées dans les applications qui se développent de plus en plus dans les grandes surfaces au niveau des plats préparés (service traiteur).

Description

Schéma principe cellule de refroidissement.

Une cellule de refroidissement rapide, construite sur le même principe qu’une armoire de conservation, comprend :

  • Un caisson de forme parallélépipédique dont le compartiment d’utilisation est muni d’une porte. Les revêtements extérieurs ou intérieurs sont en tôle d’aluminium, en acier inoxydable ou en matériau plastique approprié. L’isolation thermique est souvent réalisée par injection in situ de mousse en polyuréthane.
  • Un groupe de production de froid mécanique, à air ou à eau.
  • Une ventilation puissante pour intensifier les échanges thermiques et homogénéiser la température dans l’enceinte.
  • Éventuellement un dispositif de récupération de l’énergie.
  • Un signal sonore ou visuel pour annoncer la fin du cycle de refroidissement.
  • Un système automatique pour régler la température au niveau de conservation réglementaire, si la charge refroidie n’est pas sortie immédiatement de la cellule pour le stockage froid.

Une cellule de congélation rapide fonctionne selon le même principe que la cellule de refroidissement. Un groupe plus puissant permet de descendre la température de + 65 °C à – 18 °C très rapidement.
Un dispositif permet de passer automatiquement en régime de conservation à – 18 °C, lorsque la congélation est terminée. Ce dispositif permet la congélation sans surveillance d’une charge en fin de journée.

Remarque : les cellules de refroidissement et de congélation rapide sont caractérisées par des évaporateurs à très grand débit d’air. Une cellule de congélation rapide de 400 kilos de purée de pommes de terre mis en barquettes de 400 grammes nécessite une puissance 45 KW frigorifique pour une température d’évaporation de – 40 °C, et un débit d’air de 60 000 m³/h.

À noter qu’à côté des cellules à froid mécanique décrites ci-dessus, il existe des cellules de refroidissement à froid cryogénique.

Dans les cellules mixtes, les deux systèmes de production de froid, cryogénique et mécanique, sont associés.

Gamme

Les cellules de refroidissement rapide

Les capacités des cellules de refroidissement rapides sont très variables, de 10 à 20 kg pour les petites productions, jusqu’à 160 kg pour les grandes productions.

À titre indicatif, les puissances électriques mises en œuvre dans les cellules mécaniques varient de 50 à 70 W par kg de charge nominale. A titre d’exemple une cellule de refroidissement rapide de 70 kg de capacité nominale a une puissance de 3 à 4 kW (ventilateur compris).

Pour montrer le caractère “très” indicatif de ces valeurs, voici les puissances que nous avons relevées dans la documentation d’un fournisseur :

Cellule à clayettes – surgélation et refroidissement rapide
Capacité par cycle (kg) Puissance électrique installée (W)
7 2 100
15 2 280/450*
25 4 000/580*
50 6 100/580*

 * : version équipée sans groupe frigorifique (à distance).

Cellule à chariots – surgélation et refroidissement rapide
Capacité par cycle (kg) Puissance électrique installée (W)
en surgélation en refroidissement
65 65 3 200/900*
80 110 5 400/4 300*
160 220 9 600/6 600*
240 330 11 500*
320 440 14 000*
480 660 20 000*

 * : version équipée sans groupe non comprise l’alimentation du groupe frigorifique (à distance).

Les consommations électriques d’une cellule pendant le cycle de refroidissement, varient de 90 à 60 Wh par kg d’aliment suivant l’importance et le type de cellule, la manière dont elle est chargée, l’épaisseur à refroidir et le type d’aliments.

Les cellules de congélation rapide

Les matériels les plus usuels à groupe incorporé ont des capacités à partir de 20 kg d’aliments.

Les puissances électriques mises en œuvre dans les cellules mécaniques sont sensiblement les mêmes que celles des cellules de refroidissement rapide, mais les consommations sont plus importantes (3 fois plus environ).

Elles varient, de 180 à 270 Wh par kg d’aliment, suivant l’importance et le type de cellule, la manière dont elle est chargée l’épaisseur et le type d’aliments des préparations à congeler.

Installation

Pour les cellules qui ne sont pas de type “sans seuil”, il y a lieu de prévoir une mise à niveau avec le sol du local par un évidement approprié (décaissement).

Cellules à froid mécanique

Pour les cellules de grosse capacité, la machine frigorifique est généralement installée à proximité. S’il s’agit d’un groupe à condenseur à air, le local doit être largement aéré; dans le cas d’un condenseur d’eau, il convient de prévoir une arrivée et une évacuation d’eau.

Cellules à froid cryogénique

Pour l’azote liquide le réservoir est placé à l’extérieur des locaux dans un endroit facilement accessible aux engins de livraison.

Pour l’anhydride carbonique, il est placé à l’abri des intempéries.

La longueur des canalisations sera aussi courte que possible pour réduire les pertes de charge.

Il convient également de prévoir une évacuation des eaux de dégivrage.