Ce travail s’inscrit dans le cadre duprojet européen FREEZEWAVE (ERA-NetSUSFOOD) et porte sur l’étude et lamodélisation d’un procédé de congélationassistée par micro-ondes. Il a pour objectif unemeilleure compréhension des phénomènesphysiques associés à ce procédé. Un modèlecouplant thermique, changement de phase etélectromagnétisme a été développé. Une étudenumérique préliminaire a permis d’appréhenderles interactions complexes entre micro-ondes etmatière durant le changement de phase,notamment l’importance de la diminution despropriétés diélectriques sur la modification desphénomènes de résonance entrainant ledéplacement des « points chauds » et sur laquantité de chaleur générée.Un gel modèle a été caractérisé puis utilisé pourvalider le modèle sur un pilote développé pourl’étude. La micro-tomographie à rayon X apermis la mesure de la taille des cristaux et amis en évidence, lors d’une congélationconventionnelle, l’impact du tempscaractéristique de congélation et du gradient detempérature sur la taille des cristaux de glace.Cette étude a permis de constater une nettediminution de la taille des cristaux de glace lorsd’une congélation assistée par micro-ondes parrapport à une congélation conventionnelle. EnfinIl a été montré que la réduction de taille descristaux n’était pas due aux oscillations detempérature provoquées par des créneaux depuissance micro-ondes mais à la quantitéd’énergie apportée / This work was performed in thecontext of the European project FREEZEWAVE(ERA-net SUSFOOD) and focuses on studyingand modelling the microwave assisted freezingprocess. The main objective was to acquire abetter understanding of the correspondingphysical phenomena. A model coupling thermal,phase change and electromagnetism wasdeveloped. A preliminary numerical studypermitted to grasp the complex interactionsbetween microwaves and matter, especially theimportance of the dielectric properties reductionon resonance phenomena, leading to the movingof “hot spots”, and on the generated heat.A methylcellulose gel was characterised andused for the model validation on a prototype pilotspecially designed for this study. A protocolbased on X ray tomography was developed todetermine the ice crystal size. It highlighted, fora conventional freezing process, that thethermal gradient and characteristic freezing timeimpacts the ice crystals sizes.In the case of microwave assisted freezing, thestudy permitted to show a clear decrease in icecrystal size compared to conventional freezing.Finally, it has been shown that the ice crystalsize reduction was not a consequence oftemperature oscillations due to microwavespulses but the consequence of the energyquantity brought to the system by microwaves.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018ONIR111F |
| Date | 24 September 2018 |
| Creators | Sadot, Mathieu |
| Contributors | Nantes, Ecole nationale vétérinaire, Havet, Michel |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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