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De plus en plus utilisé en "cuisine moléculaire et physique", l'azote liquide permet de refroidir très rapidement une préparation alimentaire pour réaliser des glaces, sorbets, meringues... Avant la dégustation, attendez quelques secondes afin que la préparation devienne onctueuse.
Préparation d'une glace à l'azote liquide.
L'azote est un élément chimique qui compose environ 78% de l'atmosphère terrestre. Il est présent sous forme gazeuse et a de nombreuses applications souvent méconnues du grand public. Refroidi en dessous de -196°C, il devient liquide.
L'azote ne présente aucune toxicité : c'est un gaz présent à environ 80% dans l'air que nous respirons. Même s'il n'est pas toxique, il faut aérer la pièce de travail car c'est un gaz asphyxiant simple : en se vaporisant, il diminue le pourcentage de dioxygène (O2) dans la pièce.
L'azote liquide est de l'azote (N₂) stocké dans des réservoirs isolés sous vide, sous forme liquide à -196°C et 1,5 bar. Lorsqu'il est relâché à la pression atmosphérique, l'azote liquide se transforme en gaz à -196°C.
Les principaux attributs de l'azote liquide, qui en font un candidat de choix dans l’industrie alimentaire sont : son inertie chimique, son taux d'expansion volumique élevé associé au changement de phase liquide-vapeur et sa forte enthalpie de vaporisation. L'inertie chimique et la nature non corrosive de l'azote permettent le contact avec des produits alimentaires sans altération de leurs propriétés organoleptiques.
Avec le refroidissement, la surgélation est l’une des principales applications de l’azote liquide en alimentaire.
Dans l'industrie alimentaire, l’azote liquide est utilisé comme source de froid intense, rapide et efficace.
La surgélation cryogénique est la congélation rapide des produits alimentaires à -18°C au moins. La surgélation des aliments à l'azote liquide est une technique rapide et efficace utilisée dans l'industrie alimentaire pour préserver la qualité des produits. Cette méthode de production de froid se distingue par son efficacité et sa rapidité.
La vitesse de descente en température avec l'azote liquide permet une surgélation extrêmement rapide, ce qui réduit le temps de traitement et améliore la qualité des aliments surgelés. La surgélation cryogénique est en général 3 à 4 fois plus rapide que celle obtenue par un système de réfrigération mécanique classique.
La capacité de réfrigération et la température très basse des fluides cryogéniques permettent de "saisir" les produits très rapidement. En effet, entrant en contact direct avec les aliments, ils congèlent l’eau sous la forme de petits cristaux de glace, ce qui permet de préserver la texture et la qualité des produits alimentaires.
La formation de microcristaux de glace préserve la structure cellulaire des aliments, maintenant ainsi leur texture et leur valeur nutritionnelle.
La surgélation rapide et à très basse température réduit le risque de croissance microbienne, garantissant une meilleure sécurité alimentaire pour des conservations longues durées.
Les températures extrêmement basses des fluides cryogéniques garantissent des aliments surgelés de haute qualité, prêts à être transformés ou consommés, pour tous les secteurs de l’industrie alimentaire.
Les aliments à surgeler sont d'abord préparés selon la recette souhaitée puis introduits dans des équipements spécialisés. La taille et la forme des produits peuvent varier, mais il existe des solutions cryogéniques pour tous les types d’aliments, les fruits et légumes, la viande, les produits de la mer, de la pâte ou encore les fromages.
Selon que l’on travaille en batch ou en continu, les produits sont introduits dans l’équipement manuellement sur des chariots (cas des cellules cryogéniques) ou via un convoyeur (cas des tunnels de surgélation). Ces matériels sont conçus pour fonctionner de manière optimisée avec les très basses températures des fluides cryogéniques (azote ou dioxyde de carbone). Ils s'intègrent parfaitement dans une ligne de production.
L'azote liquide est injecté directement dans l’équipement où il se vaporise instantanément, cédant ses frigories.
Une fois les aliments surgelés, ils sont emballés puis transférés vers des unités de stockage à basse température pour maintenir leur état congelé jusqu'à leur distribution ou utilisation. Le stockage à basse température est essentiel pour conserver les qualités organoleptiques et nutritionnelles des produits.
Schéma de surgélation à l'azote liquide.
De plus en plus connu, l’azote est devenu un incontournable de la cuisine moléculaire. L’azote liquide a la propriété de refroidir très rapidement les ingrédients et préparations avec lesquels il entre en contact.
L’utilisation de ce gaz permet de créer un contraste impressionnant entre les températures ou textures d’un met. On nomme cela la cuisine moléculaire.
La cuisine moléculaire fut inventée par Nicolas Kurti et Hervé This. Ces deux physico-chimistes révolutionnent la cuisine traditionnelle en créant des réactions chimiques avec nos aliments.
L'azote liquide est parfois employé lors de spectacles de magie ou de divertissement pour créer des effets visuels surprenants.
On peut notamment citer :
Ce gaz extrait les arômes des aliments en formant de minuscules cristaux de glace dans leur structure interne. En cuisine l’azote sert d’agent de refroidissement, il n’est donc jamais ingéré.
De nos jours cet ingrédient est très prisé du fait de son effet scénique sur les plats ou boissons, enveloppant ces derniers d’un nuage blanc fuyant suscitant toujours beaucoup d’étonnement.
Son utilisation impressionne, comme avec la cuisson d’une meringue minute ou la création d’une crème glacée dès lors de son contact avec l’aliment.
La surgélation à l'azote liquide se distingue par rapport à d'autres méthodes de conservation comme la congélation mécanique. Les températures extrêmement basses de l'azote liquide permettent une surgélation de qualité, flexible, minimisent les pertes en poids et conservent mieux les qualités initiales des produits alimentaires.
Les équipements utilisés sont aussi plus compacts, occupant une faible surface au sol, idéale pour les industriels à la recherche de surface de production.
À titre de comparaison, le coefficient de transfert thermique dans un congélateur à froid mécanique à air pulsé est d'environ 17 W/m2/K (pour une vitesse de l'air de 2,5 m/s), tandis qu’il est de 100-140 W/m2/K dans la zone de pulvérisation à l’azote liquide d'un tunnel de congélation cryogénique.
En outre, la température la plus basse pouvant être atteinte en froid mécanique est d'environ -40 °C, alors que des températures aussi basses que -196 °C pourraient être atteintes dans un système cryogénique à contact direct fonctionnant à l’azote liquide.
L’azote gazeux trouve également des applications dans le secteur médical :
Néanmoins, l’utilisation de cet élément n’est pas sans risque. Il est donc important de prendre des mesures de prévention face à l’utilisation de l’azote, pour éviter tout risque d’asphyxie ou de brûlure. Il est d’ailleurs recommandé de ne pas manipuler et stocker de l’azote liquide dans des locaux de volume inférieur à 20m3 ou d’utiliser des locaux souterrains pour le stockage.
De plus, chaque appareil utilisé pour exploiter ce gaz doit faire l’objet d’un entretien et d’une maintenance à intervalle régulier. Malheureusement les effets de ce gaz sont sous estimés.
Plusieurs blessures associées à l’ingestion d’aliments et de boissons contenant de l’azote liquide ont été rapportées.
Voici quelques considérations de sécurité importantes :
Manipulation de l'azote liquide avec équipement de protection.
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