Bains et refroidisseurs dans les sciences alimentaires

Aug 20, 2023

Brandoch Cook, PhD, est un rédacteur scientifique indépendant. Il peut être contacté à : [email protected].

La science alimentaire est une vaste discipline qui englobe au moins trois principes liés. La première consiste à comprendre les propriétés biologiques, chimiques et physiques des aliments et les mécanismes par lesquels ils fonctionnent. La prochaine étape consiste à comprendre les facteurs externes qui peuvent entraîner une détérioration ou une contamination et à tirer parti de ces mécanismes pour les atténuer. Le troisième est d’optimiser la transformation des aliments afin de maximiser les calories disponibles pour l’humanité et le retour sur le marché de tous les aspects de la production, de l’agriculture primaire jusqu’aux rayons des épiceries. La nécessité de contrôler les températures, chaudes et froides, est inhérente à ces trois domaines.

La science de la recherche alimentaire dicte souvent l’utilisation de bains-marie de laboratoire standards à petite échelle pour contrôler les réactions qui peuvent être étudiées du point de vue de l’expression des gènes, de la chimie des protéines, ainsi que de l’infection et de la croissance microbiennes. Avec les produits alimentaires en particulier, il est peut-être encore plus nécessaire que autrement de contrôler les environnements dans lesquels les réactions se déroulent. Cela souligne l’importance accordée à la propreté pour éviter toute contamination indésirable et pour initier et promouvoir l’invasion microbienne de manière calibrée.

Les bains doivent être régulièrement nettoyés et correctement préparés pour les échantillons. La plupart des récipients de baignoire sont en acier inoxydable. Ils doivent être vidés de leur eau et nettoyés délicatement avec des détergents conformes aux spécifications du manuel d'utilisation, plutôt qu'avec de l'eau de Javel, des brosses ou de la laine d'acier qui peuvent corroder la baignoire. Les matériaux abrasifs peuvent s'écailler, rayer les surfaces et créer des substrats propices à la croissance microbienne. Les utilisateurs doivent sélectionner soigneusement une source d’eau qui se situe dans une plage moyenne de stérilité, en évitant à la fois l’eau du robinet et l’eau déminéralisée doublement distillée. L’eau du robinet ordinaire contient trop d’impuretés particulaires, et une eau du système trop pure est un autre vecteur de corrosion des métaux.

La science appliquée de la transformation des aliments nécessite l’élimination de l’humidité, l’identification des conditions idéales de pression et de température pour la préparation et le stockage, ainsi que la mise à l’échelle des deux afin de maximiser le rendement à long terme. Il existe plus de 40 000 installations de transformation des aliments aux États-Unis et, en plus des refroidisseurs standards de type laboratoire, il existe une variété de refroidisseurs de transformation des aliments sophistiqués et spécifiques à des applications, conçus pour s'adapter à des installations de différentes tailles et configurations.

La fonction la plus fondamentale d'un refroidisseur est de remplacer la glacière imprévisible et coûteuse par un cycle fiable d'air ou d'eau pour moduler et contrôler la température par compression de vapeur. Ces refroidisseurs sont définis par leurs compresseurs, qui peuvent utiliser le déplacement positif pour contrôler la pression de vapeur du réfrigérant via des pistons ou des rotors à vis, ou utiliser un mouvement centrifuge dynamique pour transférer l'énergie cinétique aux roues. Les compresseurs et condenseurs de refroidisseurs refroidis par air peuvent être séparés pour se conformer à des configurations spécifiques. De plus, les préoccupations liées à la transformation des aliments conduisent à différentes applications pour s'adapter aux liquides de refroidissement particuliers à leurs processus donnés. Les refroidisseurs d'eau constituent souvent le compromis le plus économique pour les opérations à température moyenne, telles que la transformation de produits carnés et fromagers. Pour les opérations à basse température impliquant des aliments périssables susceptibles de fondre ou de se dissocier, les refroidisseurs peuvent utiliser du propylène glycol comme réfrigérant et antigel, avec des échangeurs de chaleur secondaires et des entraînements à fréquence variable pour une couche supplémentaire de consistance.

Bien que la recherche scientifique et la transformation des aliments nécessitent des solutions de contrôle de la température, leurs différents besoins et échelles favorisent une gamme de choix différents pour les bains et les refroidisseurs.