Blanchiment et qualité des légumes et des fruits surgelés. Revue. I. Introduction et aspects enzymatiques

The first section of a three-part bibliographic study, this article successively examines the role, advantages and drawbacks of blanching, the enzymatic systems of foodstuffs, the localisation of peroxidase and catalase enzymes, methods of controlling blanching, the validity of tests, the regeneration of peroxidasic activity, the relation between temperature and the duration of blanching. Reasons are given as to why it is not possible to establish schedules for blanching, similar to what exists for sterilisation. It is shown that significant residual peroxidasic activity may not have undesirable consequences on maintaining the quality of a good number of quick frozen vegetables stored at − 18°C.

Résumé

Premier volet d'une étude bibliographique qui en comporte trois, l'article examine successivement: le rôle, les avantages et les inconvénients du blanchiment; les sytèmes enzymatiques des denrées, localisation des peroxydases et des catalases, méthodes de contrôle du blanchiment, validité des tests, régénération de l'activité peroxydasique, relation température et durée de blanchiment. Il est expliqué pourquoi il n'est pas possible d'établir des barêmes de blanchiment comme il existe des barêmes de stérilisation. Une activité peroxydasique résiduelle significative peut être sans conséquences défavorables sur le maintien de la qualité de bon nombre de légumes surgelés conservés à − 18°C.     

Influence de la réfrigération et de la congélation sur la qualité et l'aptitude à la germination des graines

The high dehydration level of seeds provides them with an exceptional survival period, nevertheless seeds are living organs which can die. Refrigeration can prevent the germination of seeds which are destined for human or animal consumption or, on the contrary, produce germination in a required time. The article first describes some of the biological particularities of seeds which can be considered as survival or reproductive organs. As a survival organ, refrigeration can be used to preserve seeds to: Prevent germination: the storage of seeds of tropical and sub-tropical origin at +5°C: the maintenance of a cold and dry atmosphere for the bulk storage of seeds in silos. Prevent parasitic attack: a low temperature and low relative humidity to protect against bacterial or fungal growth: it is more difficult to combat insect invation. Protect product viability: the drier the seed and the lower the temperature, the longer the seed life. Refrigeration can also be used to facilitate germination by eliminating dormancy. It is already well known that humid cold promotes germination by eliminating embryonic dormancy (in general, from one to a few months at a temperature of about +5°C). Furthermore, good germination of ‘hard seeds’ (with teguments impermeable to water) can be obtained by immersing them in liquid nitrogen and repeating the operation if necessary.

Résumé

Les graines sont des organes très particuliers en ce sens qu'elles prérentent le plus souvent un état de déshydration très poussé. Les problèmes de stockage qui en résultent sont de ce fait très différents de ceux que l'on recontre généralement avec les autres produits végétaux. Les basses températures empêchent leur germination pendant la conservation, limitent les altérations dues aux parasites et prolongent leur durée de vie. La réfrigération et la congélation des graines ont permis la mise au point d'applications originales. Quelques graines ne peuvent germer qu'après un séjour au froid en milieu humide. Des graines imperméables à l'eau deviennent capables de germer facilement aprés traitement à très basse température (azote liquide).     

Congélation des sols — étude physique et modèles mathématiques

A mathematical model for heat and mass transfer in soils at temperatures below 0°C is established from experimental observations and theoretical considerations. Numerical procedures are suggested for the solution of the resulting coupled and uncoupled Stefan problems. Finite difference and finite element analyses are presented for several cases of technical interest.

Résumé

On établit un modèle mathématique pour le transfert de chaleur et de masse dans les sols, à des températures inférieures à 0°C, à partir d'observations expérimentales et de considérations théoriques. On propose des méthodes numériques pour résoudre le problème de Stefan (couplé ou non) qui en résulte. Pour plusiers cas présentant un intérêt technique, on utilise des analyses faisant appel à la méthode des différences finies ou à la méthode des éléments finis.     

Conservation en congélation et réfrigération de la viande hachée de boeuf et de porc: évolution de la flore microbienne et des propriétés physico-chimiques en cours de stockage

The minced meat market in Belgium is growing steadily; its share of the market has increased from 10 to 30% in three years. However, the mincing of meat can produce intense microbiol proliferation and thus cause food putrification.Any changes occurring in meat, especially minced meat, are essentially of microbial origin, hence refrigeration is particularly important. With chilling, minimum temperatures must be maintained (0±1°C), since only temperatures below +3°C avoid any health risk linked with the growth of pathogens and production of toxins. Under chilled conditions the storage use of minced meat is four to five days. With freezing, temperatures of about - 18°C are needed to avoid the growth of bacteria, yeasts and mould. At this temperature micro-organisms are progressively rendered inactive, but destruction is never total. The kinetics of reducing micro-organism populations depends on the nature of the micro-organisms, the storage temperature (reduction is more intense at − 12°C that at − 18°C or at − 30°C) and the freezing rate (micro-organisms are better able to resist rapid freezing than slow freezing). One years storage at − 18°C will destroy 90 to 99% of the micro-organisms which were initially present in the product. Nevertheless, the chilled storage (+4°C) of thawed minced meat must not exceed three days.The physico-chemical evolution of cold stored minced meat is explained. In chilled storage, the onset of flavour defects can be related to the measurement of volatile nitrogen. In frozen storage, the crystallisation of the water causes cellular breakdown. The role of packaging is important in avoiding superficial freeze-drying which is accompanied by browning. In addition, fatty matter can deteriorate by oxidation even at freezing temperatures. The degree of alteration of fats can be appreciated by the acidity index and peroxide index (showing that it is undesirable to store minced pork at − 18°C for more than nine months).Use of a partial vacuum or modified atmosphere in combination with impermeable packaging will prolong the storage life of minced meat provided that the initial contamination is as low as possible and the maintenance of the cold chain is strictly respected.

Résumé

Le marché de la viande hachée progresse en Europe, du fait de plusieurs facteurs socio-économiques. Le hachage diminue considérablement la durée de conservation de la viande; sa consommation peut être dangereuse.L'article analyse les points suivants: emballage, réfrigération et congélation (notamment vitesse de congélation), température et durée de conservation, atmosphères modifiées et leur influence sur les propriétés physico-chimiques de la viande et sur le comportement microbien.     

Economie d'énergie: pompe à chaleur à absorption

One of the largest fields of research is energy recovery, particularly the increase of the energy level by using a heat pump.An absorption heat pump allows an upper level of about 140°C to be reached with a low consumption of electrical energy.The first part of this work establishes an expression for the COP from an enthalpy balance taking into account some hypotheses. From this expression a selection of the couple solute-solvant is possible according to operating conditions. A computation of the performance coefficient has been made as a function of various parameters such as the condenser, evaporator, absorber and separator temperature, and also the solution flow.Some results obtained with a small pilot plant are presented. They provide confirmation of the hypothesis and show that an absorption heat pump is able to increase the energy level from 60–80°C to 120–140°C with a satisfactory COP.

Résumé

L'un des domaines de recherche les plus étendus est celui de la récupération d'énergie et principalement l'augmentation du niveau d'énergie par l'utilisation d'une pompe à chaleur.On a choisi une pompe à chaleur à absorption parce qu'elle permet d'atteindre un niveau supérieur de 140°C environ avec une faible consommation d'énergie électrique.Dans le première partie de cette étude on a établi une expression du coefficient de performance à partir du bilan enthalpique en s'appuyant sur certaines hypothèses. A partir de cette expression un choix du couple soluté-solvant est possible suivant les conditions de travail. On a calculé le coefficient de performance en fonction de divers paramètres tels que la température au condenseur, à l'évaporateur, à l'absorbeur et au séparateur ainsi que le flux de solution.On présente quelques uns des résultats obtenus dans une petite installation pilote: ils permettent de confirmer l'hypothèse. Ils montrent qu'une pompe à chaleur à absorption peut faire passer le niveau d'énergie de 60–80°C à 120–140°C avec un coefficient de performance satisfaisant.     

Rheological study of TBAB hydrate slurries as secondary two-phase refrigerants

In the refrigeration field, the use of ice slurries (suspensions of ice) as secondary refrigerant fluids is spreading. This technology could be extended to air-conditioning systems provided that one can propose a phase-change material (PCM) with melting temperature belonging to the range [+6 °C; +12 °C]. Aqueous solutions of tetra butylammonium bromide, which crystallise under atmospheric pressure and temperatures between 0 and +12 °C, into ice-like compounds (hydrates), seem to be good candidates for air-conditioning applications. We focus here on the rheological properties of TBAB hydrates suspensions and propose an experimental determination of their flow behaviour through flow rate and pressure drop measurements. In laminar regime, we observe Bingham behaviour. Apparent viscosity and yield shear stress are determined for different hydrate contents.

Résumé

Dans le domaine de la réfrigération, l'utilisation de coulis de glace en tant que fluides frigoporteurs connaît un vif intérêt. Cette technologie pourrait être étendue aux systèmes de climatisation dans la mesure où il existe un matériau dont la température de fusion est comprise dans le domaine de fonctionnement usuel des climatisations [6 °C; 12 °C]. D'un point de vue thermodynamique, l'hydrate de bromure de tetra-bultylammonium (TBAB) apparaît bien approprié pour une telle application puisqu'il est stable à pression atmosphérique et pour des températures comprises entre 0 et 12 °C. Nous nous intéressons ici aux propriétés rhéologiques de coulis d'hydrates de TBAB. Nous proposons une méthode expérimentale de l'étude de leur comportement en écoulement à travers des mesures de débits et de pressions différentielles. En écoulement laminaire, les coulis d'hydrates de TBAB présentent un comportement du type fluide de Bingham. Les dépendances de la viscosité et de la contrainte seuil avec la température, et par conséquent la teneur en cristaux d'hydrates, est mise en évidence.     

Transfert de chaleur par convection naturelle dans une couche poreuse limitée par deux cylindres coaxiaux horizontaux

Natural convection in a porous medium is studied for the geometrical configuration defined by two concentric horizontal cylinders with isothermal and impermeable surfaces, representing a cylinder or a pipe insulated by a layer of porous material. Two methods of investigation are used to approach the phenomenon: experiments on a cell of large aspect ratio (cylinder length to outside diameter), and a numerical model on a two-dimensional plane area. The experimental results reveal three different regimes according to the value of the Rayleigh number. For a finite radial gradient, thermoconvective phenomena develop in the annular layer, but as long as these are not amplified too much, the isotherms remain practically concentric with the cylinders, and heat transfer occurs essentially through conduction. At higher Rayleigh numbers natural convection develops in the form of two-dimensional counter-rotational vortices which are symmetrical with respect to a vertical plane containing the axis common to both cylinders. The third regime, observed at higher Rayleigh numbers, corresponds to a fluctuating evolution of the temperature field which becomes three-dimensional. As the inside cylinder is warmer, instabilities occur in the upper part of the model causing some periodicity of the temperature distribution along a generatrix, with a period of about the radius difference. A relative increase in the heat transfer between the cylinders due to the instabilities is observed. A two-dimensional numerical model, using the method of finite differences, enables us to describe the first two regimes observed experimentally, and to define the temperature field and the streamlines for a given Rayleigh number. The total heat transfer calculated is represented by a correlation between the Nusselt and the rayleigh numbers for many values of the ratio of the radii.The different results are then compared and analysed from a physical point of view.

Résumé

La convection naturelle en milieu poreux est étudiée pour une configuration géométrique définie par deux cylindres concentriques horizontaux à surfaces isothermes et imperméables, modélisant un cylindre ou un tube calorifugé à l'aide d'un matériau poreux. Afin d'appréhender le phénomène, deux moyens d'investigation sont employés: expériences sur une cellule de grande extension (longuer des cylindres/diamètre extérieur) et modélisation numérique sur un domaine bidimensionnel plan.Les résultats expérimentaux font apparaître trois régimes différents suivant la valeur du nombre de Rayleigh; pour un gradient radial non nul les phénomènes thermoconvectifs s'organisent dans la couche annulaire mais tant que ceux-ci ne sont pas trop amplifiés les isothermes restent quasiment concentriques aux cylindres et le transfert de chaleur s'effectue surtout par conduction. Pour des nombres de Rayleigh plus élevés, la convection naturelle se développe sous forme de deux tourbillons contrarotatifs bidimensionnels symétriques par rapport au plan vertical contenant l'axe commun aux deux cylindres. Le troisième régime, observé pour des nombres de Rayleigh plus importants, correspond à une évolution fluctuante du champ de température qui devient en même temps tridimensionnel; le cylindre intérieur étant le plus chaud, les instabilités apparaissent dans la partie supérieure du modèle ce qui crée une certaine périodicité de la distribution de température le long d'une génératrice, la période étant de l'ordre de grandeur de la différence des rayons. Le transfert de chaleur global entre les deux cylindres subit une augmentation relative due aux instabilités. Un modèle numérique bidimensionnel utilisant la méthode des différences finies permet de retrouver les deux premiers régimes observés expérimentalement et de définir le champ de température et les lignes de courant pour un nombre de Rayleigh donné; le transfert de chaleur global calculé est représenté par une corrélation entre le nombre de Nusselt et le nombre de Rayleigh pour plusieurs valeurs du rapport des rayons.Les différents résultats sont ensuite comparés et analysés d'un point de vue physique.     

Etude des conditions pour optimiser le calcul des frigorifères et des condenseurs à air ou évaporatifs

From the basis of an example of design calculations for refrigerating equipment for a low temperature cold store, the author raises a number of problems in relation to the search for improved conditions, both for design and operation, with regard to energy savings. The analysis is made without recourse to current practice. The load calculation is criticized and remarks are made on the method of determining optimum operating conditions for direct expansion evaporators. The method of reasoning developed here is considered applicable to most refrigeration problems.

Résumé

Très souvent les paramètres essentiels servant à la définition des matériels importants des circuits frigorifiques sont quelque peu traditionnels (écarts de température des évaporateurs, vitesses de circulation d'air, écarts d'approche des condenseurs évaporatifs, etc.).Cela ne veut pas dire qu'ils n'ont pas, en leur temps, été retenus comme de bonne pratique sur la base de considérations économiques raisonnées, mais la remise en cause des bases n'a sans doute pas été faite réguliérement. Les événements récents ou en cours touchant l'énergie et son coût incitent à vérifier la validité des idées recues. L'article présente une méthode d'évaluation des paramétres essentiels pour la définition des évaporateurs refroidisseurs d'air et des condenseurs refroidis par air en fonction des rapports des coûts de l'energie et des matières. Une application aux conditions françaises permet de l'illustrer.     

Quelques effets produits par une congélation intense (−196°C) sur la structure fine de cellules végétales

Sporogenic cells of a Bryophyte (Platyhypnidium riparioïdes) were treated with liquid nitrogen (15 min), and ultrathin sections were studied by ultrastructural techniques. When the samples were frozen after glutaraldehyde fixation, the ultrastructures of the organelles were about the same as for the test group. When the samples were frozen before fixation, the plastids were clear, and hypertrophied, while the mitochondria did not undergo modification. Some properties of cytomembranes were changed, in certain specific organelles only.When the samples were frozen, in the mucilaginous envelope around the sporocyte, the reactivity of the polysaccharidic fibrils to cytochemical reaction PATAg, was positive but slightly reduced. In the same structures, the PTA reaction at lower pH was considerably diminished.The nuclear envelope, the elements of the endoplasmic reticulum, and the Golgi apparatus were darkened when using the technique of metallic impregnation by OsO₄ and Znl₂. If the samples are frozen at −196°C, before impregnation, the nuclear envelope fails to react. The majority of the saccules of the reticulum were not impregnated; several were vesiculated and darkened. In the dictyosomes, a few saccules were darkened, but on their periphery the fenestrated structure disappeared.In the sporogen cells studied, the short freezing process by liquid nitrogen modified various structures (plastids, saccules of reticulum or dictyosomes…). It altered specific properties of certain cytomembranes. It maintained the polysaccharidic fibrils of the mucilaginous envelope, but altered their reactivity.

Résumé

Les cellules sporogènes d'une Bryophyte (Platyhypnidium riparioïdes) ont été traitées par l'azote liquide (15 min), et les sections ultrafines étudiées au moyen de techniques ultrastructurales. Quand les échantillons sont congelés aprés la fixation par le glutaraldéhyde, les ultrastructures des organites sont analogues à celles des témoins. Quand les échantillons sont congelés avant la fixation, les plastes sont clairs et hypertrophiés, alors que les mitochondries ne subissent pas de modification. Quelques propriétés des cytomembranes sont changées, dans certains organites spécifiques seulement.Quand les échantillons ont été congelés, dans l'enveloppe mucilagineuse qui entoure le sporocyte, la réactivité des fibrilles polysaccharidiques au test cytochimique PATAg demeure positive, mais elle est légèrement amoindrie. Dans les mêmes structures, la réaction au PTA à bas pH, est fortement réduite. L'enveloppe nucléaire, les éléments du réticulum endoplasmique, et l'appareil de Golgi sont opacifiés quand on emploie la technique de l'imprégnation métallique par OsO₄ et Znl₂. Si les échantillons sont congelés à −196°C, avant l'impregnation, l'enveloppe nucléaire ne réagit plus. La plupart des saccules du réticulum ne sont pas imprégnés; plusieurs sont vésiculisés et opacifiés. Dans les dictyosomes, quelques saccules sont imprégnés, mais, sur leur périphérie, la structure fenestrée disparaît.Dans les cellules sporogènes étudiées, le traitement bref par l'azote liquide modifie diverses structures (plastes, saccules de réticulum, ou de dictyosomes…). II altère les propriétés spécifiques de certaines cytomembranes. II maintient les fibrilles polysaccharidiques de l'enveloppe mucilagineuse, mais altère leur réactivite.     

Anisotropie des proprietes electriques de l'oxyde de fer Fe2O3α

The electrical conductivity and the thermoelectric power of trivalent iron oxide α-Fe₂O₃, studied in the crystallographic plane (001) and along the [001] axis, have shown typical anisotropic behaviour.In the same material, the existence of two electronic transitions at 2.14 and 2.50 eV respectively has been found after optical absorption measurements.At high temperature (T > 1020 K) the electrical conductivity has an essentially intrinsic origin, and is practically independent of the oxygen pressure, while the extrinsic contribution predominates below 720 K.According to the model developped for the interpretation of the above experimental results, the peculiar behaviour of the electrical conductivity results from variations in the mobility of the carriers, depending on the electronic levels they are likely to occupy. These levels were identified as the results of a split in the t_2g orbitals of iron under the influence of the rhombohedral. distortion of the crystal field.Furthermore, the anisotropy of mobility is strongly dependent on the magnetic order below Néel temperature.

Résumé

L'étude de la conductivité électrique et du pouvoir thermoélectrique de l'oxyde de fer Fe₂O₃α, effectuée selon la direction cristallographique [001] et dans le plan (001), a révélé une grande anisotropie de comportement. Sur le même matériau des mesures d'absorption optique ont montré l'existence de deux transitions électroniques, à 2,14 et 2,50 eV respectivement.Prenant en compte l'ensemble de ces résultats un modèle a été proposé pour expliquer les propriétés du matériau à diverses températures et sous différentes pressions partielles d'oxygène.A température élevée (T > 1020 K) la conductivité électrique, pratiquement indépendante de la pression d'oxygène, est à forte dominante intrinsèque. En revanche, à basse température (T < 720 K), la conductivité est d'origine extrinsèque.La diversité des mécanismes de conduction observés peut s'expliquer par l'existence de porteurs dont la mobilité varie suivant les niveaux d'énergie qu'ils occupent. Ces niveaux résultent de l'éclatement des orbitales t_2g du fer dû à la distorsion rhomboédrique du champ cristallin.Les mobilités anisotropes sont fortement affectées par l'ordre magnétique au-dessous de la température de Néel.     

Conservation par réfrigération de tranches de pommes destinées à l'industrie

This study was carried out on behalf of industrial organisations seeking a more economical ready-to-use raw material of better quality than frozen apple slices.In order to avoid the enzymic browning of peeled apple slices and protect them against fungicidal attack, the product was treated for 30 min in solutions containing various combinations: sucrose, calcium or sodium chloride, ascorbic acid and citric acid.After treatment the slices were drained, packaged and stored at 0°C for five weeks.Sensory quality was evaluated by a taste panel-enzymic browning was measured by tristimulus calorimetry:

1. 1 Sucrose syrup at 30° Brix is beneficial towards maintaining colour and flavour.

2. 2 0.28% calcium chloride will impart a pleasant consistency to apple slices.

3. 3 Anion clorine, even in small doses, will avoid enzymic browning, but not cation calcium.

4. 4 After four weeks at 0°C the stored product will be as good in quality as the fresh fruit if it is subjected to 30 min immersion in a solution containing 30% sucrose, 0.5% sodium chloride and 0.28% annydrous calcium chloride.

The results are discussed in relation to data given in international literature.

Résumé

Etude effectuée à la demande d'industriels recherchant une matière première prête à l'emploi plus économique et de meilleure qualité que les tranches de pommes congelées.Pour éviter le brunissement enzymatique des tranches de pommes pelées, et les protéger des altérations fongiques, on les traite pendant 30 minutes dans les solutions contenant en combinaisons diverses: saccharose, chlorure de calcium ou de sodium, acide ascorbique, acide critique. On effectue ensuite: égouttage, emballage et entreposage à O°C jusqú à 5 semaines.La qualité sensorielle est évaluée par un jury de dégustation; le brunissement enzymatique est mesuré par colorimétrie tristimulus.

1. 1 Le sirop de saccharose à 30° Brix est bénefique au maintien de la couleur et de la flaveur.

2. 2 Le chlorure de calcium (0,28%) donne aux tranches une consistance agreeable.

3. 3 C'est l'anion chlore et non le cation calcium qui, même à faibles doses, empêche les brunissements enzymatiques.

4. 4 Après 4 semaines à O°C, le produit conserve un niveau de qualité très voisin de celui du fruit frais lorsqu'il a subi 30 minutes de trempage dans une solution à 30% de saccharose, 0,5% de chlorure de sodium et 0,28% de chlorure de calcium anhydre.

Discussion des résultats à la lumière des données de la littérature internationale.     

Exposè sur les véhicules de grande largeur à parois minces (dites hétérogènes) pour le transport de palettes

Starting about 10 years ago, manufacturers have sought to produce transport vehicles to accommodate two standard pallets of width 1.20 m requiring an overall width of 2.44 m. Since the Highway Code limits vehicle width to 2.50 m this leaves a wall thickness of only about 30 mm. Other national regulations and international agreements further limit the design.The methods and materials used to obtain the authorized K-value, whilst giving the necessary wall strength and rigidity, will be described. The success of these designs for future temperature-controlled road transport, and for long journeys (ie Europe to the Middle East) remains to be demonstrated.

Résumé

Depuis une dizaine d'années les constructeurs essaient de produire des engins de transport susceptibles de recevoir deux palettes normales de 1,20 m de large, exigeant une largeur hors-tout de 2,44 m. Le code de la route limitant la largeur des véhicules à 2,50 m, il ne reste que 30 mm environ pour l'épaisseur des parois. D'autres réglements nationaux et accords internationaux limitent encore cette largeur.On décrit les méthodes et les matériaux utilisés pour obtenir le coefficient K autorisé tout en assurant la résistance et la rigidité nécessaires des parois. La réussite de ces types de véhicule pour le transport routier futur sous température dirigée et les longs trajets (c'est-à-dire d'Europe au Moyen-Orient) reste à démontrer.     

Une soufflerie pour l'étude expérimentale des milieux dispersés soumis à des températures négatives

In studying the weight loss from foodstuffs two aspects are considered: moisture loss during freezing and moisture loss during frozen storage. To analyse heat transfer, mass transfer and energy balance associated with drying, the factors to be studied are: temperature of the drying surface and of ambient air, partial vapour pressure near the surface and in ambient air, air velocity, the physical and structural properties of the product, radiation, ventilation and any heat source that may affect the process.The theoretical and experimental scheme models the processed product (eg unpacked meat carcass) as a cylinder, allowing for the size and actual shape in interpreting the results. The use of samples with well-defined thermophysical characteristics, easily reproducible and similar to those of foodstuffs, is envisaged.A thermally insulated wind tunnel loop (Fig. 1) of rectangular section was designed and built. The test channel contains the cylindrical sample with both ends insulated (Fig. 2) in a vertical position. The circulated air is cooled by a nitrogen exchanger controlled by a device with a platinum probe. Granular desiccants or saturated solutions control the relative humidity. Air velocity is measured with a hot wire anemometer. All temperatures are measured by a direct multisensor digital thermometer. Water losses are determined by direct weighing.The first tests were carried out on cylindrical potato samples, 26 mm diameter, with a height ranging between 70 mm and 80 m (density of 1063 kg m⁻³, original mass water content of about 79%). Fig. 3 shows the percentage weight loss as a function of time. In Fig. 4 mass losses during storage of the frozen product are given. During this period the relationship for different storage conditions obtained are practically linear.The rate of sublimation is little affected by relative humidity in the range studied (Fig. 5). Its variation in terms of air velocity appears linear, the slope being steeper as the test temperature is raised (Fig. 6). Fig. 7 shows the curve of the rate of sublimation with temperature.

Résumé

En vue d'étudier la congélation des différents produits et de déterminer l'influence de quelques facteurs sur les pertes de poids au cours de la congélation et de l'entreposage des congelés, on a construit une soufflerie expérimentale en circuit fermé, où l'air est refroidi par de l'azote liquide. On conla température, la vitesse et l'humidité relative. Les mesures réalisées concernent l'humidité relative, la vitesse de l'air de l'écoulement et les températures de l'échantillon, de l'air et des parois de soufflerie. Les pertes de poids sont déterminées par des pesées de l'échantillon cylindrique étudié, qui est isolé aux deux extrémités et placé au centre de la veine d'essais. Enfin, les résultats des premières expériences sont présentés.     

A simulation model for evaporation of defrosted water in household refrigeratorsSimulation de l''évaporation d''eau de dégivrage dans les réfrigérateurs domestiques

This paper presents a simple dynamic simulation model for predicting the evaporation rates of defrosted water from water trays in domestic refrigerators. The model was successfully tested for one domestic refrigerator. The model was used to investigate the effect of different variables (ambient temperature, relative humidity, air velocity, compressor heat, auxiliary condenser) by comparing eight different arrangements with each other on a consistent basis for effective evaporation of defrosted water. The model results indicate that the evaporation of water can be increased to the necessary rate by raising the water temperature and optimising the velocity of air over the water tray.

Résumé

Cette communication présente un modèle de simulation dynamique pour la prévision de la vitesse d'évaporation d'eau de dégivrage contenue dans les bacs de réfrigérateurs domestiques. On a utilisé ce modèle pour étudier les effets de diverses variables (température ambiante, humidité relative, vitesse d'air, chaleur dégagée par le compresseur et le condenseur auxiliaire) en comparant l'évaporation de l'eau de dégivrage dans huit dispositions différentes. Lés résultats indiquent qu'on peut accélerer la vitesse d'évaporation par l'augmentation de la température de l'eau et l'optimisation de la vitesse de l'air passant au dessus du bac à eau.     

Thermal design calculations for food freezing equipment--past, present and future

The literature on methods for thermal design of food freezing equipment is reviewed with emphasis on two questions: what do those who design, build and commission freezers most need from researchers in terms of improved design calculation methods, and what are the most limiting factors in determining whether a particular freezer design will satisfactorily freeze the product at the required throughput rate? Freezing time prediction methods have been significantly improved over the last two decades and are now infrequently the factor most limiting accurate design. There is a much greater need for more accurate thermophysical properties and better information on heat transfer coefficients for a variety of practical situations. The failure of many industrial freezers to deliver the design conditions to product in all parts of the freezer is also important. Future research should address the full range of factors limiting accurate freezer design, which may mean less emphasis on freezing time prediction.

Résumé

La littérature concernant la conception thermique des congélateurs industriels est passée en revue et l'accent est mis sur deux aspects: qu'est ce que les concepteurs, les fabricants et les installateurs attendent le plus des chercheurs en termes d'amélioration des méthodes de calculs de conception, et quels sont les facteurs dans la conception d'un congélateur qui exercent la plus grande influence sur la performance, c'est à dire qui déterminent si une conception donnée va permettre de congeler un produit à la vitesse voulue? Pendant les deux dernières décennies, on a amélioré de façon significative les méthodes qui prédisent le temps de congélation, et de nos jours, ces méthodes sont rarement le facteur qui limite le plus la conception précise. On a nettement plus besoin de précision sur les propriétés thermophysiques et les coefficients de transfert de chaleur pour différentes situations. Il est important de savoir que beaucoup de congélateurs industriels n'arrivent pas à reproduire les performances prévues lors de leur conception en tout point de l'appareil. Dans l'avenir, la recherche devrait être axée sur tous les facteurs limitant la conception précise des congélateurs, quitte à mettre moins l'accent sur la prédiction du temps de congélation.     

Etude quantitative de la structure à l'état congelé de muscle et de steak haché

The structure of frozen meat is studied after freeze-drying, with the technique of image analysis. The variable parameters are the freezing rate, the type of meat and the effect of grinding and mixing or not with pork fat.After freezing, the samples were cut (10 μ thick), freeze-dried, fixed and stained with Regaud's haematoxylin.Using a Quantimet 720 we measured the total volume occupied by ice crystals, the distribution in size of ice crystals and the specific area of freeze-dried samples. These results were compared with those obtained by two physical methods, mercury intrusion porosimetry and the volumetric method of krypton adsorption.The comparison of stereological and physical methods suggests a spindle-shaped model for the ice-crystals in frozen whole meat.Concerning the technological parameters, the results show that grinding involves an increase of the size of ice crystals and that mixing pork fat with ground meat induces a decrease in the size of ice crystals in the pieces of meat.

Résumé

On étudie la structure de la viande congelée, aprés lyophilisation, par analyse des images. Les variables sont la vitesse de congélation, le type de viande et l'influence du hachage et de l'addition ou non de tissue adipeux de porc.Aprés congélation, les échantillons ont été coupés (10 μm d'épaisseur), lyophilisés, fixés, puis colorés à l'hématoxyline de Regaud.En utilisant un Quantimet 720 nous avons mesuré le volume total occupé par les cristaux de glace, la répartition de leurs dimensions et la surface spécifique des échantillons lyophilisés. On a comparé ces résultats à ceux obtenus par deux méthodes physiques, la porosimétrie au mercure et la méthode volumétrique d'adsorption de krypton.La comparaison des méthodes stéorologiques et physiques améne à penser que les cristaux de glace du muscle de viande congelé entier ont une forme en fuseau.Quant aux paramétres technologiques, les résultats montrent que le hachage implique une augmentation de la taille des cristaux de glace et que le mélange de tissu adipeux de porc avec la viande hachée provoque une diminution de la taille des cristaux de glance dans les morceaux de viande.     

Empirical correlation for ejector designCorrélation empirique pour la conception des éjecteurs

In the present study, two empirical correlations from the test results of 15 ejectors are derived for the performance prediction of ejectors using R141b as the working fluid. The ratio of the hypothetical throat area of the entrained flow to the nozzle throat area A_e/A_t, the geometric design parameter of the ejector A₃/A_t, and the pressure ratios P_g/P_e and P_c*/P_e are used to correlate the performance of the ejector. The prediction of the entrainment ratio ω using the correlations is within ±10% error. A method of calculation for the ejector design using the correlations is also developed. R141b is shown in the present study to be a good working fluid for an ejector. The measured ω for the ejectors used in the present study can reach as high as 0.54 at P_g=0.465 MPa (84°C), P_c^*=0.087 MPa (28°C) and P_e=0.040 MPa (8°C). For P_g=0.538 MPa (90°C), P_c^*=0.101 MPa (32°C) and P_e=0.040 MPa (8°C), ω reaches 0.45.

Résumé

Dans cette étude, on a établi deux corrélations empiriques à partir des résultats expérimentaux obtenus utilisant 15 éjecteurs; ces corrélations ont été utilisées ensuite pour prédire la performance d'éjecteurs utilisant le R141b comme fluide frigorigène. Les rapports A_e/A_t (section de passage du fluide entraîné rapporté à la section théorique du col de l'éjecteur), et A₃/A_t (section de sortie de l'éjecteur rapporté à la section théorique du col de l'éjecteur) et les relations entre pressions P_g/P_e et P_c*/P_e sont utilisés pour trouver la corrélation de la performance de l'éjecteur. La prévision du taux d'entraînement à partir des corrélations est précise à la hauteur de ±10%. Les auteurs ont également développé une méthode de calcul permettant de concevoir des éjecteurs à partir des corrélations. On a montré dans cette étude que le R141b s'avère être un fluide actif efficace pour cette utilisation. Le ω mesuré des éjecteurs utilisés dans cette étude peuvent atteindre 0.54 à P_g=0.465 MPa (84°C), P_c^*=0.087 MPa (28°C) et P_e=0.040 MPa (8°C). Pour P_g=0.538 MPa (90°C), P_c^*=0.101 MPa (32°C) et P_e=0.040 MPa (8°C), ω atteint 0.45.     

Experimental studies on the characteristics of an absorber using LiBr/H2O solution as working fluidEtudes expérimentales sur les caractéristiques d'un absorbeur utilisant comme fluide actif le LiBr/H2O

The absorber is an important component in absorption machines and its characteristics have significant effect on the overall efficiency of absorption machines. This article reports on the results of experimental studies on the characteristics for a falling film absorber which is made up of 24 row horizontal smooth tubes. It shows that while the mass transfer coefficient is increased with the increase of spray density, the heat transfer coefficient is increased only in small spray density range. There is an optimum spray density between 0.005 and 0.055 kg s⁻¹ m⁻¹ spray density at which the heat transfer coefficient is maximum. The heat transfer coefficient (Nusselt number), which is traditionally expressed using Reynolds number and Prandtl number, was modified taking the effect of inlet solution concentration into account. The results can be used to optimize the future design of absorption machines having a falling film absorber and using LiBr/H₂O as working fluid.

Abstract

L'absorbeur est un composant important des systèmes à absorption et ses caractéristiques exercent des effets significatifs sur l'efficacité des machines à absorption. Cet article présent des résultats obtenus dans des études expérimentales sur les caracteristiques d'un absorbeur à film tombant composé d'une rangée de 24 tubes lisses horizontaux. Les auteurs montrent que le coefficient de transfert de masse augmente avec la densité de pulvérisation, le coefficient de transfert de chaleur augmente uniquement dans la gamme des densités de pulvérisation faibles. Il existe une densité de pulvérisation optimale (0,005–0,055 kg s⁻¹ m⁻¹) pour laquelle le coefficient de transfert de chaleur est maximal. Le coefficient de transfert de chaleur (nombre de Nusselt), qui est généralement exprimé en utilisant le nombre de Reynolds et le nombre de Prandtl, a été modifié en tenant compte l'effet de la concentration de la solution à l'entrée. A l'avenir, les résultats peuvent être utilisés pour optimiser la conception des systèmes à absorption à absorbeur à film tombant utilisant le LiBr/H₂O comme fluide actif.     

Saturation densities of new refrigerant mixtures: Densité de saturation de nouveaux mélanges frigorigènes

As has been shown in preceding papers, the vapour–liquid equilibria of binary and ternary mixtures of new refrigerants can be calculated mostly within experimental accuracy using simple cubic equations of state. The parameters of these equations are based on properties of the pure substances and on only a few experimental data of a nearly equimolar mixture of the relevant binary systems: critical temperature, critical pressure and vapour pressure at T/T_c=0.7. For the calculation of the densities of the saturated liquid and vapour of these refrigerant mixtures, a so-called volume transformation is applied to the cubic equations of state. As additional information, only experimental data of the critical density and of the saturated-liquid density, preferably at T/T_c=0.6 and 0.8, are required for the pure substances. The saturated-liquid densities have been calculated in this way for binary and ternary mixtures of R32, R125, R143a, and R134a in a wide range of temperatures. The calculated values agree with the available experimental data mostly within 0.5–1%, which corresponds to the usual scattering of the experimental results. Also, the saturated-vapour densities calculated with the same transformed cubic equations of state were compared with available literature data. The average deviation between experimental and calculated data is about 1.5% for the mixtures.Comme l'ont montré des articles précédents, les données concernant des mélanges binaires et ternaires, de nouveaux frigorigènes à l'équilibre vapeur–liquide peuvent être calculées en général avec la précision des résultats expérimentaux à l'aide d'équations d'átat cubiques simples. Les paramètres de ces équations sont obtenus à partir des propriétés des constituants et de quelques données mesurées d'un mélange à peu près équimolaire des systèmes binaires correspondants: température et pression critiques et tension de vapeur à T/Tc=0,7. Pour calculer les densités du liquide et de la vapeur à saturation pour ces mélanges, une transformation fondée sur les volumes est appliquée aux équations d'átat cubiques. Les seules informations supplémentaires nécessaires sont les valeurs mesurées des densités critiques et du lquide saturé si possible sur T/Tc=0,6 et 0,7 pour les substances pures. Les densités du liquide saturé ont été calculées ainsi pour des mélanges binaires et ternaires de R32, R125 et R134a sur une large gamme de températures. Les valeurs calculées s'écartent en général de moins de 0,5 à 1% des valeurs expérimentales, ce qui correspond en général à la précision de ces dernières. Les densités de la vapeur saturée calculées avec la même équation d'état modifiée ont été comparées avec les valeurs publiées. La différence entre valeurs expérimentales et calculées est en moyenne de quelque 1,5% pour les mélanges.