Thermal study of mist-chilling for agricultural products

During chilling of fruits and vegetables by forced air convection, heat transfer is slow and weight loss due to evaporation of water occurs. The use of a two-phase flow composed of air and suspended water droplets as a cooling medium can avoid these drawbacks. This process is called "mist-chilling". It is therefore necessary to understand better the heat transfer mechanisms between products and such two-phase flow. Heat-transfer between a heated cylinder and mist flow was studied experimentally. Two different cases for heat transfer are shown : the dry surface case, where all the deposited water is evaporated, and the wet surface case, where some water remains on surface of the cylinder. In the dry surface case, analytical prediction given by thermal balance agrees well with experimental data. In the wet surface case, thermal behaviour can be explained when surface from which evaporation occurs is assumed to be a variable part of the total cylinder area. These results can be used to optimize mist-chilling of vegetables. / Pendant la réfrigération des fruits et des légumes par convection forcée d'air, les transferts de chaleur sont lents et des pertes de poids dues à l'évaporation d'eau se produisent. L'utilisation d'un fluide de refroidissement diphasique composé d'air et de gouttelettes d'eau en suspension permet d'éviter ces inconvénients. Ce procédé est appelé "brumisation". Afin de mieux comprendre les transferts de chaleur entre les produits et l'écoulement diphasique, les transferts de chaleur entre un cylindre chauffé et l'écoulement diphasique ont été étudiés expérimentalement. Deux régimes de transfert de chaleur ont été mis en évidence : cas de la "surface sèche" où toute l'eau captée s'évapore et cas de la "surface humide" où de l'eau reste en surface du cylindre. Dans le cas de la surface sèche, la prédiction des transferts thermiques donnée par le bilan thermique est en bon accord avec les données expérimentales. Dans le cas de la surface humide, la surface d'évaporation est une portion variable de la surface totale du cylindre. Ces résultats peuvent être utilisés pour optimiser la réfrigération des végétaux.