La réfrigération est le processus de création de conditions de refroidissement en supprimant la chaleur. Il est principalement utilisé pour conserver les aliments et autres denrées périssables, prévenant ainsi les maladies dorigine alimentaire. Cela fonctionne parce que la croissance des bactéries est ralentie à des températures plus basses.
Les méthodes de conservation des aliments par refroidissement existent depuis des milliers dannées, mais le réfrigérateur moderne est une invention récente. Aujourdhui, la demande de réfrigération et de climatisation représente près de 20% de la consommation dénergie dans le monde, selon un article de 2015 dans lInternational Journal of Refrigeration.
Histoire
Les Chinois coupés et stockés de la glace vers 1000 av. Dautres civilisations, comme les Grecs, les Romains et les Hébreux, ont stocké la neige dans des fosses et les ont recouvertes de divers matériaux isolants, selon le magazine History. Dans divers endroits dEurope au XVIIe siècle, le salpêtre dissous dans leau a créé des conditions de refroidissement et a été utilisé pour créer de la glace. Au XVIIIe siècle, les Européens collectaient la glace en hiver, la salaient, lenveloppaient dans de la flanelle et la stockaient sous terre où elle se conservait pendant des mois. Selon un article de 2004 publié dans le journal de lAmerican Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), de la glace a même été expédiée vers dautres pays du monde.
When ice wasn « t disponibles ou pratiques, les gens utilisaient des caves froides ou plaçaient des marchandises sous leau, selon le magazine History. Dautres ont construit leurs propres glacières, selon Keep It Cool. Les caisses en bois étaient recouvertes détain ou de zinc et dun matériau isolant tel que du liège, de la sciure de bois algues et rempli de neige ou de glace.
Refroidissement par évaporation
Le concept de réfrigération mécanique a commencé lorsque William Cullen, un médecin écossais, a observé que lévaporation avait un effet de refroidissement dans les années 1720. Il a démontré ses idées en 1748 en évaporant de léther éthylique sous vide, selon Peak Mechanical Partnership, une entreprise de plomberie et de chauffage basée à Saskatoon, en Saskatchewan.
Oliver Evans, un inventeur américain , conçu mais na pas construit une machine frigorifique t Il utilisa de la vapeur au lieu du liquide en 1805. En 1820, le scientifique anglais Michael Faraday utilisa de lammoniac liquéfié pour provoquer le refroidissement.
Jacob Perkins, qui a travaillé avec Evans, a reçu un brevet pour un cycle de compression de vapeur utilisant de lammoniac liquide en 1835, selon History of Refrigeration. Pour cela, il est parfois appelé le «père du réfrigérateur».
John Gorrie, un médecin américain, a également construit une machine semblable à celle dEvans en 1842. Gorrie a utilisé son réfrigérateur, qui a créé de la glace, pour refroidir les patients atteints de fièvre jaune dans un hôpital de Floride. Gorrie a reçu le premier brevet américain pour sa méthode de création artificielle de glace en 1851.
Autre Selon Peak Mechanical, des inventeurs du monde entier ont continué à développer de nouvelles techniques de réfrigération et à améliorer les techniques existantes, notamment:
- Ferdinand Carré, un ingénieur français, a développé un réfrigérateur utilisant un mélange contenant de lammoniac et de leau en 1859.
- Carl von Linde, un scientifique allemand, a inventé une machine de réfrigération à compresseur portable utilisant léther méthylique en 1873, et en 1876 est passé à lammoniac. En 1894, Linde a également développé de nouvelles méthodes pour liquéfier de grandes quantités de air.
- Albert T. Marshall, un inventeur américain, a breveté le premier réfracteur mécanique igerator en 1899.
- Le physicien renommé Albert Einstein a breveté un réfrigérateur en 1930 avec lidée de créer un réfrigérateur écologique sans pièces mobiles et ne reposant pas sur lélectricité.
La popularité de la réfrigération commerciale a augmenté vers la fin du 19ème siècle en raison des brasseries, selon Peak Mechanical, où le premier réfrigérateur a été installé dans une brasserie de Brooklyn, New York, en 1870 . Au tournant du siècle, presque toutes les brasseries avaient un réfrigérateur.
Lindustrie de lemballage de la viande a suivi avec le premier réfrigérateur introduit à Chicago en 1900, selon le magazine History, et près de 15 ans plus tard, presque tous les emballages de viande usines utilisaient des réfrigérateurs.
Les réfrigérateurs étaient considérés comme essentiels dans les maisons dans les années 1920, selon le magazine History, et plus de 90% des foyers américains réfrigérateur.
Aujourdhui, presque tous les foyers aux États-Unis – 99 pour cent – ont au moins un réfrigérateur, et environ 26 pour cent des foyers américains en ont plus dun, selon un rapport de 2009 du département américain de Énergie.
Comment fonctionne un réfrigérateur?
Aujourdhui, les réfrigérateurs fonctionnent de manière très similaire aux réfrigérateurs il y a plus de cent ans: en évaporant des liquides, selon SciTech.Les réfrigérants, les produits chimiques liquides utilisés pour refroidir, sévaporent à basse température.
Les liquides sont poussés à travers le réfrigérateur à travers des tubes et commencent à se vaporiser. Au fur et à mesure que les liquides sévaporent, ils emportent la chaleur avec eux alors que les gaz se déplacent vers un serpentin à lextérieur du réfrigérateur, où la chaleur est libérée. Les gaz sont renvoyés vers un compresseur, où ils redeviennent liquides, et le cycle se répète.
Sécurité du réfrigérateur
Early les réfrigérateurs utilisaient des liquides et des gaz inflammables, toxiques, hautement réactifs ou combinés, selon lAgence américaine de protection de lenvironnement (EPA). Thomas Midgley, un ingénieur et chimiste américain, a recherché des options plus sûres en 1926 et a découvert que les composés contenant des fluorures semblaient être beaucoup plus sûrs. Les chlorofluorocarbures (CFC), commercialisés par DuPont sous le nom de Fréon, ont gagné en popularité, jusquà ce que les composés se révèlent nocifs pour la couche dozone dans latmosphère près de 50 ans plus tard.
La plupart des réfrigérateurs fabriqués aujourdhui utilisent des hydrofluorocarbures. (HFC), selon la California Energy Commission, qui sont plus sûrs que les CFC et de nombreuses autres options, mais toujours pas les plus idéales. LEPA tient une liste à jour des matériaux acceptables qui peuvent être utilisés dans les réfrigérateurs comme liquide de refroidissement.
Les réfrigérateurs assurent la salubrité des aliments, mais uniquement sils fonctionnent à des températures appropriées, selon la Food and Drug Administration des États-Unis. Lorsque les réfrigérateurs ne sont pas maintenus suffisamment froids, les bactéries nocives contenues dans les aliments périssables se développent rapidement et peuvent contaminer les aliments, provoquant des irritations légères à une intoxication alimentaire grave sils sont consommés. La FDA recommande que la température dun réfrigérateur soit réglée à un maximum de 40 degrés Fahrenheit (4,4 degrés Celsius); De plus, le réfrigérateur ne doit pas être trop emballé et les déversements doivent être nettoyés rapidement.
Les réfrigérateurs du futur
Les nouvelles technologies de réfrigération comprennent les réfrigérateurs à semi-conducteurs et les réfrigérateurs utilisant des aimants .
Traditionnellement, les réfrigérateurs reposaient sur de gros compresseurs, qui génèrent beaucoup de chaleur et peuvent facilement chauffer une pièce, a déclaré Tony Atti, PDG de Phononic, un fabricant délectronique basé à Durham, en Caroline du Nord. La société tire son nom de la théorie des phonons, des particules quantiques qui transportent la chaleur.
Les réfrigérateurs à semi-conducteurs utilisent toute la surface du réfrigérateur pour dissiper très lentement et délibérément la chaleur de sorte quune augmentation de la température de la pièce soit pratiquement inexistante et que la surface du réfrigérateur soit froide au toucher, Atti a déclaré à Live Science. Ces réfrigérateurs ont également lavantage dêtre exempts de matériaux nocifs et dopérations bruyantes, ainsi que dêtre contrôlés avec plus de précision.
Un autre nouveau type de réfrigérateur utilise des aimants pour fournir un réfrigérateur sans vibrations, silencieux et respectueux de lenvironnement. Construit par Haier en collaboration avec BASF et Astronautics, le réfrigérateur magnétique utilise un concept basé sur leffet magnétocalorique, découvert en 1917 par Pierre Weiss et Auguste Piccard, physiciens français et suisses respectivement, selon un article dAndrej Kitanovski, et al., un groupe de scientifiques de Slovénie et du Danemark, en 2015 et publié par Springer International Publishing.
Selon un communiqué de presse sur PR Newswire, un bon stockage du vin rouge a des besoins très spécifiques afin de maintenir le goût et la qualité . Le réfrigérateur Haier utilise une pompe à chaleur magnétocalorique (utilisant un matériau qui chauffe dans un champ magnétique et se refroidit quand ce nest pas le cas) avec un liquide de refroidissement à base deau, selon un communiqué de presse sur BASF, qui repose sur des matières premières abondantes et abordables. Le réfrigérateur magnétique consomme également jusquà 35% moins dénergie que les réfrigérateurs traditionnels.