Développement d'un dispositif de mesure du changement de phase pour les procédés de superchilling

Topic description

Contexte : Développement de technologies innovantes pour le contrôle du superchilling

Une grande partie des aliments consommés doit être réfrigérée et une chaîne du froid proposant une extension de leur durée de conservation permettrait de réduire les pertes et d’éviter les émissions de CO2 associées à des systèmes de conservation inefficaces.

Si la congélation autorise une longue conservation elle induit souvent une perte de qualité des produits et nécessite une forte consommation d’énergie compte tenu des très basses températures utilisées.

Le superchilling, intermédiaire’ entre congélation et réfrigération, est un procédé à fort potentiel qui consiste à congeler partiellement le produit.

Pour cela il est refroidi à une température légèrement inférieure à sa température de congélation puis maintenu à cette même température pendant son stockage.

La connaissance du taux global de congélation (proportion de glace par rapport à l’eau) qui doit être d’environ 30%, est un paramètre clé dans la maîtrise de ce nouveau procédé mais c’est aussi l’un des paramètres les plus difficiles à mesurer.

L’objectif de ce projet de thèse est ainsi de développer des systèmes de mesures non intrusifs utilisant des ondes électromagnétiques pour caractériser ce taux de congélation.

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR Supershield Evaluating and optimising innovative technologies for superchilling cold chain coordonné par l’équipe Frise de l’INRAE ().

Enjeux scientifiques, objectifs et déroulement du projet de thèse

Les enjeux scientifiques visent à apporter de meilleures connaissances sur les interactions entre les ondes électromagnétiques sur une large bande de fréquence ( MHz à 50 GHz) et les produits semi-congelés issus du procédé de superchilling.

L’objectif applicatif est de mettre en place un dispositif expérimental de mesure utilisant des capteurs électromagnétiques afin de pouvoir maîtriser l’état de congélation de produits modèles.

L’étude expérimentale sera associée au développement de modèles numériques s’appuyant sur les transferts de chaleur et les équations décrivant la propagation des ondes électromagnétiques dans différents milieux / états.

Le·la doctorant·e devra

1. réaliser une bibliographie sur ce sujet multidisciplinaire,

2. participer au développement de l’ensemble du dispositif expérimental (système de congélation + capteurs),

3. réaliser des expérimentations de congélation partielle sur différents produits modèles (teneurs en eau et en sel variables) et définir les teneurs en glace par des méthodes standard (calorimétrie),

4. étudier les caractéristiques diélectriques des produits en fonction de leur composition et de leur état (congelé, non congelé) pour différentes fréquences,

5. développer un modèle numérique décrivant l’ensemble du procédé afin d’avoir des réponses locales (notamment distribution spatiale de la teneur en glace) et enfin,

6. analyser et interpréter l’ensemble des résultats pour pouvoir finalement proposer un dispositif de mesure non intrusif.

Il·elle devra également assurer des reportings réguliers auprès des différents acteurs du projet.

Starting date

11-06

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

• vacations
Il y a plus de 30 jours