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Technologie de congélation à froid : pourquoi les aliments restent-ils frais au congélateur ?
La technologie de congélation est l'une des clés de la conservation moderne des aliments. Avec les progrès de la science et de la technologie, les réfrigérateurs ne sont plus de simples instruments de refroidissement, mais sont devenus des gardiens destinés à protéger la fraîcheur et la santé des aliments. Les aliments surgelés, que l’on retrouve presque partout dans notre vie quotidienne, reposent en réalité sur un ensemble de principes scientifiques précis.
Le principe de base de la congélation des aliments est de réduire la température des aliments en dessous du point de congélation, les transformant ainsi en un état solide.
Lorsque l'eau gèle dans un environnement à basse température, les molécules d'eau sont disposées en une structure cristalline régulière, un processus appelé cristallisation. La cristallisation peut être divisée en deux étapes principales : la nucléation et la croissance cristalline. La nucléation se produit lorsque les molécules commencent à s'agréger et à former de petites particules solides, et la croissance ultérieure de ces particules est la croissance cristalline.
La congélation de l'eau au cours de ce processus est généralement exothermique, ce qui signifie que de la chaleur est libérée lorsque le liquide se transforme en solide.
Cette chaleur est de la chaleur latente. Selon les principes de la thermodynamique, lorsque l'eau ou d'autres liquides entrent dans la phase de congélation, de la chaleur latente est libérée. Bien que ce processus n’augmente pas la température du matériau, il nécessite une évacuation constante de la chaleur du liquide, sinon le processus de congélation s’arrêtera.
En plus du processus de congélation de base, de nombreux facteurs affectent l'effet de congélation. Par exemple, les impuretés dans l’eau, les irrégularités à la surface du récipient, etc. peuvent provoquer une nucléation hétérogène, qui permet à l’eau de devenir solide au-delà de son point de congélation normal. C’est l’une des raisons importantes pour lesquelles, dans des applications pratiques, les aliments conservés au réfrigérateur peuvent rester frais.
Environ 77 % des aliments peuvent être congelés, ce qui permet de préserver au maximum leur saveur et leur valeur nutritionnelle.
Au fil du temps, la technologie de congélation continue de progresser. Les réfrigérateurs modernes utilisent une combinaison de refroidissement par air et de refroidissement direct pour améliorer l'efficacité du refroidissement et mieux conserver le goût et les nutriments des aliments. De plus, certains réfrigérateurs disposent même d'une fonction de congélation rapide, qui permet de refroidir les aliments jusqu'au point de congélation en un temps plus court. Cette technologie contribue également à réduire la formation de cristaux de glace, préservant ainsi la texture des aliments.
Pendant le processus de stockage des aliments surgelés, l'humidité contenue dans les aliments se transforme progressivement en cristaux de glace, ce qui modifie leur structure et leur saveur. Par conséquent, une technologie de congélation correcte peut réduire considérablement les pertes alimentaires et conserver leur saveur et leur nutrition d’origine. La technologie de congélation nous permet de trouver toutes sortes de fruits, légumes et viandes frais dans les supermarchés sans nous soucier de la fraîcheur des ingrédients.
De nombreux organismes vivants peuvent survivre dans un environnement situé en dessous du point de congélation de l'eau, ce qui constitue également un domaine important pour comprendre le fonctionnement de la technologie de congélation.
De nombreux organismes vivants, tels que les plantes et les animaux, disposent de mécanismes adaptés pour survivre dans des environnements froids. Par exemple, certaines plantes peuvent résister à des températures allant de -4 °C à -12 °C et survivre en toute sécurité aux hivers froids. En outre, certaines bactéries survivent dans la glace pendant des milliers d’années, et certains animaux, comme les grenouilles et les reptiles, peuvent également survivre à l’état gelé.
Cependant, le développement de la technologie de congélation est essentiel pour la conservation des aliments dans notre vie quotidienne. Des légumes surgelés aux produits carnés surgelés, ces technologies prolongent non seulement la durée de conservation des ingrédients, mais rendent également nos habitudes alimentaires plus diversifiées. Le processus de congélation protège non seulement la nutrition des aliments, mais réduit également le gaspillage lors de l’utilisation des aliments.
Au fur et à mesure que notre compréhension de la technologie de congélation s'approfondit, nous devrions également réfléchir à la manière dont cette technologie peut être améliorée à l'avenir pour promouvoir notre santé et notre sécurité alimentaire ?
