Les moyens de production du froid

Le froid joue un rôle très important dans le processus de conditionnement, de traitement et de transport de produit de ressource halieutique alimentaire, non seulement pour préserver la qualité nutritive des produits depuis la pêche jusqu’à leur consommation mais aussi pour empêcher les microbes et les bactéries de s’y développer.

LES MOYENS DE PRODUCTION DU FROID

Il existe trois moyens principaux de production du froid :
♦Le mélange réfrigérant,
♦La détente d’un gaz comprimé,
♦L’évaporation d’un liquide pur ou d’un mélange de liquides purs.

Mélange réfrigérant 
La dissolution de certains liquides nécessite une absorption de chaleur à base de la réaction endothermique c’est-à-dire une libération de froid.

Détente d’un gaz comprimé ou sublimation 
La compression d’un gaz augmente sa température, réciproquement la détente d’un gaz comprimé abaisse la température du gaz détenu : C’est sur ce principe que sont basées les machines permettant la liquéfaction des composants de l’air. Exemple : azote, oxygène, néon….

Evaporation d’un liquide pur ou d’un mélange de liquides purs
L’absorption de la chaleur latente de vaporisation transforme le fluide de l’état liquide à l’état gazeux. C’est le moyen le plus utilisé pour les besoins industriels en climatisation, en réfrigération, en congélation et en surgélation.

LES MODES DE TRANSFERT THERMIQUE 

La chaleur peut être transmise d’un corps chaud à un corps froid suivant 3 modes différents :
♦ par le phénomène de conduction,
♦ par le phénomène de convection,
♦ par le phénomène de rayonnement.

LES COMPOSANTES FRIGORIFIQUES PRINCIPALES

Le froid est produit par l’assemblage des composantes frigorifiques qui constituent un cycle fermé. Ce cycle est formé par 4 éléments principaux :
♦ Le compresseur
♦ Le condenseur
♦ L’évaporateur
♦ Le détendeur .

Le compresseur 

C’est une pompe aspirante, comprimante et refoulante qui aspire les vapeurs froides provenant de l’évaporateur et restitue au refoulement des vapeurs comprimées et réchauffées vers le condenseur.Il existe deux grands types de compresseurs à vapeur :

♦ Les compresseurs volumétriques dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par la réduction du volume intérieur d’une chambre de compression, c’est le type de compresseur le plus répandu sur les installations frigorifiques.

Il y a plusieurs types de compresseurs volumétriques et la classification retenue permet de distinguer :
❖ les compresseurs à pistons : la compression des vapeurs est obtenue par le déplacement d’un ou de plusieurs pistons dans une capacité donnée (cylindre). On les rencontre surtout dans le domaine de la climatisation automobile.
❖ les compresseurs rotatifs : aussi appelés compresseurs à palettes. Le compresseur est constitué d’un noyau excentrique entouré d’une enveloppe libre qui tourne à l’intérieur de cette enveloppe ; laquelle roule sur la surface interne du cylindre (stator) et c’est une palette usinée dans ce même stator qui divise la capacité en deux volumes : la chambre d’aspiration et de refoulement.
❖ les compresseurs à spirales : aussi appelés compresseurs scroll dans lesquels la compression des vapeurs est obtenue par la rotation d’une spirale mobile dans une spirale fixe.
❖ les compresseurs à vis parmi lesquels il faut distinguer les compresseurs mono vis (mono rotor) et les compresseurs double vis (bi rotors).Ce type de compresseur se différencie des autres par son meilleur rendement.

♦ les compresseurs centrifuges aussi appelés turbocompresseurs dans lesquels la compression résulte de la force centrifuge obtenue par entraînement dynamique au moyen d’une roue à aubes (ou pales), c’est un type de compresseurs utilisés pour des grandes puissances.

L’évaporateur

C’est un échangeur où s’effectue la vaporisation, à basse température, du fluide frigorigène. C’est par son intermédiaire que la machine frigorifique absorbe de la chaleur au milieu à refroidir:
♦ les évaporateurs multitubulaires ;
♦ les évaporateurs du type échangeur à plaques ;
♦ les évaporateurs à air ;
♦ les évaporateurs à air à convection naturelle ;
♦ les évaporateurs à air à convection forcée.

Le condenseur 

C’est un échangeur qui assure la liquéfaction des vapeurs frigorigènes provenant des compresseurs. Plus précisément, il a pour rôle d’évacuer la chaleur absorbée par l’évaporateur et par la compression vers l’extérieur. On distingue deux familles de condenseurs suivant le fluide de refroidissement :
♦ les condenseurs à air qui se divisent encore en 2 groupes selon le mode de ventilation :
❖ les condenseurs à air à convection naturelle,
❖ les condenseurs à air à convection forcée.
♦ les condenseurs à eau dans lesquels se groupent :
❖ Les condenseurs à double tube (condenseurs coaxiaux),
❖ les condenseurs bouteilles (condenseurs à serpentin),
❖ les condenseurs multitubulaires,
❖ les condenseurs à plaques brasées (échangeur à plaques).

Le détendeur

Le détendeur qui sert à contrôler le débit et la pression du fluide frigorigène avant son entrée dans l’évaporateur. Suivant le principe de fonctionnement des évaporateurs, on distinguera :
♦ les dispositifs alimentant les évaporateurs noyés
♦ les dispositifs alimentant les évaporateurs à détente sèche. Les détendeurs pour évaporateurs à détente sèche se regroupent en trois types :

❖ les tubes capillaires ou détendeurs capillaires ;
❖ les détendeurs thermostatiques ;
❖ les détendeurs électroniques ;

LE CYCLE FRIGORIFIQUE

Le principe de la machine frigorifique à compression se base sur l’extraction de la chaleur du milieu à refroidir par l’évaporation du fluide frigorigène dans l’évaporateur. L’énergie à fournir au compresseur servira à comprimer le fluide en état vapeur pour favoriser la réalisation de sa condensation. Le liquide condensé sera détendu avant son admission à nouveau à l’évaporateur.

CYCLE FRIGORIFIQUE ET DIAGRAMME ENTHALPIQUE 

Pour le cycle frigorifique, on utilise souvent le diagramme entropique et le diagramme enthalpique. Ce dernier est également appelé diagramme du frigoriste, dans les industries du froid. Le froid se produit durant le passage du fluide de l’état (4) à l’état (1sup). Pour pouvoir produire le froid continuellement dans le temps, il faut assurer l’alimentation en fluide de ce passage pendant tout le temps de « marche en froid » de l’installation. De ce fait, le fluide à l’état (1sup) sera transformé en fluide à l’état (4) et boucle le cycle. Ceci explique le cycle fermé de la figure et ses différentes transformations. On trace le cycle frigorifique sur le diagramme enthalpique en sachant le besoin en froid et les conditions de marche de l’installation. Ce diagramme permet de schématiser et de repérer l’évolution du système pour les différentes phases parcourues par le fluide. Il renseigne sur la correspondance entre la pression et l’enthalpie du fluide pour un point déterminé du cycle. Le diagramme enthalpique est utilisé pour :
♦ Le dimensionnement ou choix des éléments constitutifs principaux.
♦ L’examen du comportement de l’installation.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I PRESENTATION DE LA SOCIETE OSO FARMING
I.1. LOCALISATION
I.2. HISTORIQUE
I.3. SITUATION JURIDIQUE
I.4. BUTS DE LA SOCIETE
I.5. MODE DE PRODUCTION
I.6. MOYENS DE PRODUCTION
I.7. DESTINATION DES PRODUITS
I.8. L’OSO ET L’ENVIRONNEMENT
CHAPITRE II NOTION SUR LA PRODUCTION DU FROID
II.1. LES MOYENS DE PRODUCTION DU FROID
II.1.1. Mélange réfrigérant
II.1.2. Détente d’un gaz comprimé ou sublimation
II.1.3. Evaporation d’un liquide pur ou d’un mélange de liquides purs
II.2. LES MODES DE TRANSFERTS THERMIQUES
II.2.1. La conduction
II.2.2. La convection
II.2.3. Le rayonnement
II.3. LES COMPOSANTES FRIGORIFIQUES PRINCIPALES [WEBOGRAPHIE 1]
II.3.1. LE COMPRESSEUR
II.3.2. L’évaporateur
II.3.3. Le condenseur
II.3.4. Le détendeur
II.4. LE CYCLE FRIGORIFIQUE (BIBLIOGRAPHIE 4)
II.5 CYCLE FRIGORIFIQUE ET DIAGRAMME ENTHALPIQUE [BIBLIOGRAPHIE 4]
II.6. LES FLUIDES FRIGORIGENES
II.6.1. Classification
II.6.2. Codification des fluides frigorigènes
II.7. LES CLASSIFICATIONS DES METHODES DE CONSERVATION PAR LE FROID
II.8. DEGIVRAGE DES EVAPORATEURS [WEBOGRAPHIE 1]
CHAPITRE III. CALCUL ET DIMENSIONNEMENT
III.1. GENERALITE
III.1.1. Définition
III.1.2. Description des tunnels
III.2. VÉRIFICATION PAR CALCUL DU BILAN FROID DU TUNNEL SEMIBLAST FREEZER
III.2.1. Dimension intérieure du tunnel
III.2.2. Températures
III.2.3. Types des isolants et ses caractéristiques
III.2.4. Fluide frigorigène
III.2.5. Flux journalier crevettes pour chaque tunnel
III.2.6. Calcul des charges thermiques
III.2.7. Puissance frigorifique brute
III.2.8. Puissance frigorifique prévisionnelle
III.2.9. Puissance effective
III.3. DIMENSIONNEMENT DES TUNNELS BLAST FREEZER
III.3.1. 1ère proposition : partition en 3 compartiments de chacun des 2 tunnels initiaux
III.3.2. 2èmeproposition : partition en 2 compartiments de chacun des 2 tunnels initiaux
III.3.3. 3ème proposition : méthode de calcul par assemblage des compartiments
III.3.4. Récapitulation
CHAPITRE IV. ETUDE ECONOMIQUE DU PROJET
IV.1. CADRE LOGIQUE
IV.2. LES COUTS D’INVESTISSEMENTS
IV.2.1. COUT D’INVESTISSEMENT DE LA PREMIERE PROPOSITION
IV.2.2. COUT D’INVESTISSEMENT DE LA DEUXIEME PROPOSITION
IV.2.3. COUT D’INVESTISSEMENT DE LA TROISIEME PROPOSITION
IV.3. RENTABILITE DU PROJET
IV.3.1. Taux de Rentabilité Interne (TRI)
IV.3.2. Valeur Actuelle Nette (VAN)
IV.3.3. Indice de profitabilité (IP)
IV.3.4. Temps de remboursement
CHAPITRE V. IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
V.1. ANALYSE DES IMPACTS
V.2. MESURE À PRENDRE
V.2.1. Le programme de surveillance
V.2.2. Atténuation des impacts
CONCLUSION

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