FR3088808A1 - Serre alimentée en fluide cryogénique à partir des rejets d’un équipement cryogénique utilisé pour la production de froid pour une application agro-alimentaire - Google Patents

Serre alimentée en fluide cryogénique à partir des rejets d’un équipement cryogénique utilisé pour la production de froid pour une application agro-alimentaire Download PDF

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Nadia MAYOUFI OUERGHEMMI
Carlos Aviles
Dominique Ibarra
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/18—Greenhouses for treating plants with carbon dioxide or the like
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Abstract

L’invention propose un procédé d’alimentation d’un espace nécessitant un contrôle d’une teneur en gaz et/ou d’une température, notamment d’une serre, en un fluide cryogénique comportant du CO2 se caractérisant en ce que le fluide est obtenu au moins en partie à partir de gaz froids rejetés par un équipement cryogénique utilisé pour la production de froid pour une application agro-alimentaire.

Description

Description
Titre de l'invention : Serre alimentée en fluide cryogénique à partir des rejets d’un équipement cryogénique utilisé pour la production de froid pour une application agro-alimentaire [0001] La présente invention concerne le domaine des équipements cryogéniques dédiés à la production du froid pour des applications agro-alimentaires. Les tunnels de congélation ou encore les cellules cryogéniques sont des exemples de tels équipements.
[0002] Pour ces équipements, en fin de processus, sont rejetées de fortes quantités de gaz froids, azote ou CO2par exemple, à des températures allant typiquement de -100°C à 20°C. Ces gaz froids rejetés renferment alors une quantité d’énergie significative qu’il serait intéressant de valoriser.
[0003] A titre d’exemple, un tunnel de surgélation d’une capacité de 500 kg/h fonctionnant à -100°C et dont la consommation d’azote est de 1kg d’azote par kilo de produit rejette (sans valorisation) 500 kg/h d’azote à -80°C, soit une puissance frigorifique d’environ 12 kW à 5°C.
[0004] Le même tunnel fonctionnant au CO2 et avec la même hypothèse de consommation spécifique rejette sans valorisation une puissance frigorifique de 8kW.
[0005] On propose selon la présente invention de valoriser ces rejets gazeux voire leur puissance frigorifique dans des espaces ou des équipements qui ont besoin d’un contrôle de la teneur en gaz et/ou de la température.
[0006] On peut citer ici le cas des serres, des conteneurs mobiles (de plus en plus utilisés pour faire pousser des fruits telles que fraises ou framboises dans les villes), ou encore des chambres de stockage de produits, alimentaires ou non.
[0007] On propose notamment selon la présente invention de récupérer le gaz froid issu d’un équipement cryogénique dédié à la production du froid pour des applications agroalimentaires (par exemple le CO2 froid, ou un mélange de gaz froid comprenant du CO 2), pour l’injecter dans un espace dédié à faire pousser ou à stocker des plantes : fruits, légumes, ou encore des fleurs.
[0008] On sait en effet que le contrôle de la température et de la teneur en gaz est un facteur très important pour le bon fonctionnement de tels espaces.
[0009] Si l’on considère dans ce qui suit le cas des plantes, la température a notamment un rôle majeur dans la croissance et le développement des plantes. Outre l’optimisation de la température, la concentration en CO2 de l’atmosphère doit être maîtrisée car elle influence fortement la croissance des plantes qui consomment du CO2 dans le cadre de la réaction de photosynthèse, le combinant à l’eau pour former des sucres et de l’oxygène. Un niveau de concentration de CO2trop faible limite la croissance de la plante, mais un niveau de C02 trop élevé provoque des dommages sur la plante. [0010] La source de gaz et de frigories proposée selon la présente invention peut certes être considérée comme intermittente, puisqu’elle est tributaire du fonctionnement de l’équipement cryogénique en amont (par exemple un tunnel de surgélation), mais on peut considérer qu’elle peut servir d’appoint précieux pour alimenter ces espaces, par exemple pendant les périodes froides, périodes durant lesquelles la demande d’injection de CO2 est plus importante.
[0011] Selon un des modes de mise en œuvre de l’invention, ces espaces sont de petites tailles, leur permettant d’être annexés à l’équipement cryogénique, et l’on peut alors envisager le fait que leurs besoins en gaz et en frigories soient totalement pourvus par cet équipement.
[0012] Selon un des modes de mise en œuvre de l’invention, la puissance frigorifique des gaz froids rejetés par l'installation cryogénique peut, de plus, être valorisée pour le refroidissement d’un fluide utilitaire (également présent sur le site) tel qu’une eau de refroidissement ou bien une eau de lavage par exemple :
[0013] · Refroidissement d’une eau de refroidissement : en effet, de l’eau (ou de l’eau glycolée) est utilisée dans les pasteurisateurs par exemple, pour refroidir des liquides (lait, boisson...) après l’étape de chauffage. Le liquide est refroidi de manière indirecte via un échangeur de chaleur. Refroidir l’eau grâce aux frigories des gaz froids permet, en ayant une température d’eau plus froide, de refroidir plus efficacement et donc plus rapidement le liquide en question, et donc d’économiser de l’eau. De plus, il est ainsi possible de recycler l’eau de refroidissement. En effet, en sortie de pasteurisateur, l’eau sort plus chaude car elle s’est réchauffée en refroidissant le liquide à refroidir. Si elle est refroidie par les frigories des gaz froids, il est possible de la réutiliser, et les économies d’eau sont alors considérables. A titre d’exemple, une telle mise en œuvre sera tout particulièrement intéressante pour l’industrie laitière : les gaz froids issus des tunnels de surgélation/refroidissement de fromages présents sur le site peuvent être utilisés pour le refroidissement de l’eau de refroidissement nécessaire pour le refroidissement post-pasteurisation du lait qui sert à la fabrication du fromage.
• Refroidissement d’une eau de lavage : à titre illustratif, dans l’industrie agroalimentaire, des eaux de lavages sont fréquemment utilisées pour nettoyer les matières premières avant transformation, et notamment les fruits et légumes par exemple. Les gaz froids issus d’un équipement cryogénique peuvent alors servir à refroidir une telle eau de lavage.
[0014] Ceci présente deux avantages :
[0015] · la température de l’eau n'abîme pas la chair des produits, et • cela limite les développements microbiens et préserve donc la qualité microbiologique de l’eau qui entre en contact avec les produits à transformer. De plus, si le gaz cryogénique est du CO2, un refroidissement par contact direct permet d’acidifier l’eau de lavage, ce qui constitue une barrière supplémentaire (en plus de l’abaissement de la température) aux développements microbiens.
• Production de glace d’eau : la glace d’eau est souvent utilisée dans l’industrie, et notamment l’industrie alimentaire. Les rejets des gaz d’équipements cryogéniques peuvent alors être utilisés afin de refroidir et solidifier de l’eau. Ce refroidissement peut avoir lieu par contact direct du gaz cryogénique avec l’eau, ou bien de manière indirecte. Si le gaz cryogénique est du CO2, un refroidissement par contact direct permet d’acidifier la glace, ce qui constitue on l’a dit une barrière aux développements microbiens.
[0016] La température de ces rejets gazeux très froids, pourra être ajustée via un système de réchauffement selon les besoins du procédé en aval.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Procédé d’alimentation d’un espace nécessitant un contrôle d’une teneur en gaz et/ou d’une température, notamment d’une serre, en un fluide cryogénique comportant du CO2, se caractérisant en ce que le fluide est obtenu au moins en partie à partir de gaz froids rejetés par un équipement cryogénique utilisé pour la production de froid pour une application agro-alimentaire. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, se caractérisant en ce que ledit espace est un espace dédié à faire pousser ou à stocker des plantes, et notamment des fruits, ou des légumes, ou encore des fleurs. [Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, se caractérisant en ce que la puissance frigorifique des gaz froids rejetés par l’équipement cryogénique est également utilisée pour le refroidissement d’un fluide utilitaire tel qu’une eau de refroidissement, ou bien une eau de lavage, ou encore une eau servant à fabriquer de la glace hydrique. [Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications précédentes, se caractérisant en ce que les besoins en gaz et en frigories dudit espace sont totalement pourvus par l’apport desdits gaz froids rejetés par l’équipement cryogénique. [Revendication 5] Procédé selon l’une des revendications précédentes, se caractérisant en ce que ledit équipement cryogénique est un tunnel cryogénique ou encore une cellule cryogénique.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004135639A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Nepon Inc 炭酸ガス発生機
WO2011030047A1 (fr) * 2009-09-10 2011-03-17 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Procede et installation de refroidissement du contenu d'une enceinte mettant en oeuvre un systeme de convection forcee dans la partie haute de l'enceinte
EP2868871A1 (fr) * 2013-05-10 2015-05-06 Korea Institute of Energy Research Système à chaleur et électricité combinées pour enrichissement en dioxyde de carbone de serre pourvu de tuyaux d'acheminement d'eau chaude et de dioxyde de carbone intégrés
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