Cellule de Surgélation pour Crème Glacée : Stabilité de Température et Durcissement du Produit

Une cellule de surgélation pour crème glacée permet de durcir rapidement les produits partiellement congelés après leur remplissage ou leur mise en forme. Les recommandations universitaires indiquent une température d’air de durcissement d’environ −30 °C à −40 °C. La température finale du produit et les conditions de stockage doivent toutefois être définies séparément en fonction de la recette, de l’emballage et de la capacité de production. University of Guelph: Hardening

Une installation performante doit relier de manière cohérente la ligne de production, le processus de durcissement et le stockage des produits congelés. Les performances doivent être démontrées avec les produits réels et les configurations de chargement commerciales, y compris les emballages qui refroidissent le plus lentement.

Préparé par : Hamza Ilıman
Révision technique : En attente d’approbation
Dernière mise à jour : 14 septembre 2026

À Quoi Sert une Cellule de Surgélation pour Crème Glacée ?

La crème glacée subit généralement une première étape de congélation et d’incorporation d’air dans un freezer à surface raclée. Cette étape permet d’obtenir un produit partiellement congelé et foisonné.

Le durcissement élimine ensuite de la chaleur supplémentaire après le remplissage ou la mise en forme du produit.

Les produits de type soft serve suivent un processus différent et sont généralement servis sans passer par cette étape de durcissement destinée aux produits emballés. University of Guelph: Freezing and Whipping

Une cellule de surgélation pour crème glacée doit donc être dimensionnée en fonction de son rôle dans le processus de production.

Une chambre conçue uniquement pour stocker des produits déjà durcis peut ne pas disposer d’une capacité suffisante pour recevoir en continu des emballages fraîchement remplis.

1. Définir la Formulation Avant de Sélectionner l’Équipement

La composition en sucres influence l’abaissement du point de congélation ainsi que la quantité d’eau restant non congelée à une température donnée.

Par conséquent, deux recettes différentes peuvent présenter des niveaux de fermeté différents à une même température mesurée.

Le durcissement ne signifie pas que toute l’eau contenue dans le produit est congelée. University of Guelph: Sweeteners

La fiche produit doit notamment préciser :

• La formulation laitière ou végétale ainsi que les propriétés thermiques pertinentes
• Le système d’édulcorants et la teneur totale en matières sèches
• Le niveau de foisonnement recherché et la densité mesurée du produit fini
• Les inclusions de fruits, biscuits, fruits à coque, chocolat ou sauces
• Les dimensions du produit, le type d’emballage et le poids de remplissage
• L’état requis pour l’emballage, le transport et la consommation

Toute nouvelle formulation doit être considérée comme une raison de réexaminer le processus.

Un cycle établi pour une glace à la vanille ne doit pas automatiquement devenir le réglage approuvé pour un autre dessert glacé.

2. Sélection de la Température d’une Cellule de Surgélation pour Crème Glacée

La température de l’air de durcissement, la température de libération du produit et la température de stockage congelé doivent être considérées séparément.

Ces valeurs décrivent des conditions de procédé et non une garantie de cycle universelle.

L’exemple de tunnel de Tetra Pak concerne une configuration de production spécifique. Ses conditions de fonctionnement ne doivent pas être appliquées directement à de grands bacs destinés à la restauration. Guelph: Hardening, Tetra Pak: Ice Cream Processing

Par exemple, une spécification d’achat peut indiquer :

• Une température produit convenue
• Une durée maximale
• Une configuration de chargement autorisée

Ces trois éléments sont nécessaires pour rendre l’exigence réellement vérifiable.

Un régulateur affichant −40 °C ne démontre pas que la crème glacée elle-même a atteint −40 °C.

3. Convertir le Volume de Production en Masse Réelle de Produit

La crème glacée contient de l’air incorporé, généralement exprimé par le terme overrun ou taux de foisonnement.

Son volume ne peut donc pas être assimilé à la même masse d’eau. University of Guelph: Freezing and Whipping

Utilisez les poids nets de remplissage réellement mesurés ou une densité vérifiée du produit fini :

Masse du produit, kg = volume du produit fini, litres × densité du produit, kg/litre

À titre d’exemple, pour un lot de 1 000 litres avec une densité mesurée supposée de 0,55 kg/litre :

Masse du produit = 550 kg

Cette densité est uniquement utilisée à titre d’illustration et ne constitue pas une valeur standard pour la crème glacée.

Les poids des emballages et des chariots doivent être considérés séparément. Ils entrent également dans la chambre, mais leurs besoins de refroidissement diffèrent de ceux du produit alimentaire.

Lors de la comparaison d’une offre de cellule de surgélation pour crème glacée, demandez à la fois :

• La masse nominale de produit
• Le nombre d’emballages correspondant

Une capacité annoncée uniquement en litres par heure, sans produit ni densité définis, est incomplète.

4. Coordonner le Remplissage, le Transfert et le Chargement par Lots

Définissez dans la procédure de production un temps maximal de transfert autorisé et contrôlez la température réelle du produit à son entrée dans le système de durcissement.

Pour la planification du projet, cartographiez le trajet entre la remplisseuse et la cellule de surgélation et déterminez :

• Comment les emballages remplis sont accumulés avant leur chargement
• Si la chambre reçoit des lots complets ou des ajouts répétés de produit
• Où les produits attendent pendant le dégivrage ou le nettoyage
• Comment la production est gérée en cas d’arrêt de l’équipement de durcissement
• Comment les charges terminées sont transférées vers le stockage congelé

L’ajout répété de nouveaux produits modifie les conditions auxquelles sont soumis les produits déjà présents.

Si cette méthode correspond au fonctionnement prévu, elle doit être intégrée dans l’essai d’acceptation au lieu de tester uniquement un lot isolé.

Les responsabilités entre le fournisseur de la ligne de production, l’entreprise frigorifique et l’exploitant doivent être clairement définies afin que les conditions de transfert soient prises en compte dès la conception.

5. Flux d’Air et Sélection de l’Évaporateur pour une Cellule de Surgélation pour Crème Glacée

Le flux d’air doit être conçu autour des racks, contenants ou convoyeurs réellement chargés.

Le plan d’implantation doit montrer :

• Les trajets d’air soufflé et d’air repris
• L’espacement entre les emballages
• Les positions de chargement autorisées

Demandez au fournisseur de documenter :

• La puissance frigorifique aux conditions de fonctionnement proposées
• Les performances des ventilateurs par rapport à la résistance réelle de l’installation
• La distribution d’air proposée et les éventuels déflecteurs ou plénums
• Les accès nécessaires pour l’inspection, le nettoyage et la maintenance
• Le système de dégivrage et la séquence de fonctionnement prévue

Les évaporateurs de type shock de TunelGroup sont destinés aux applications de refroidissement rapide et sont disponibles dans différentes configurations.

La batterie, les ventilateurs et les solutions de dégivrage doivent être sélectionnés conjointement avec la chambre et la capacité de production souhaitée.

Lors de la mise en service, comparez les résultats des produits à différentes hauteurs de racks et positions de chargement.

Un essai de température réalisé dans une chambre vide ne permet pas de démontrer l’uniformité du durcissement sur une charge commerciale.

6. Calculer la Charge Frigorifique d’une Cellule de Surgélation pour Crème Glacée

Pour un lot, la charge moyenne du produit peut être exprimée comme suit :

Charge moyenne du produit, kW = masse du produit, kg × réduction d’enthalpie spécifique, kJ/kg ÷ durée de durcissement, secondes

La différence d’enthalpie doit couvrir :

• L’état réel du produit partiellement congelé à son entrée
• L’état final spécifié

Il ne faut pas appliquer au système de durcissement toute la chaleur latente correspondant à la congélation de l’eau initialement présente dans le mélange.

Une partie de cette eau est déjà congelée lors de l’étape précédente et une partie reste encore non congelée dans l’état final.

Exemple de Calcul de Charge Produit

Supposons uniquement à des fins d’illustration :

Charge moyenne du produit = 550 × 80 ÷ 7 200 ≈ 6,1 kW

La valeur de 80 kJ/kg est une hypothèse et non une propriété standard publiée applicable à toutes les crèmes glacées.

Ce résultat ne comprend pas :

• Les emballages
• Les chariots
• Les transmissions thermiques
• Les infiltrations d’air
• Les ventilateurs
• L’éclairage
• Les effets du dégivrage

Le guide de calcul de charge frigorifique de la FAO explique pourquoi ces charges supplémentaires ainsi que le temps réel de fonctionnement disponible doivent également être pris en compte. FAO: Refrigeration Load Calculation

Ce calcul ne démontre pas qu’une unité frigorifique de 6,1 kW puisse durcir le lot en deux heures.

La sélection de l’équipement doit également prendre en compte :

• Le transfert thermique
• La puissance réelle de fonctionnement
• Les performances du système pendant l’ensemble du cycle

7. Emballage dans une Cellule de Surgélation pour Crème Glacée

Les dimensions de l’emballage et les matériaux isolants utilisés pour les emballages secondaires influencent le durcissement.

L’Université de Guelph identifie notamment les grands regroupements de produits ainsi que les emballages isolants comme des obstacles à l’évacuation de chaleur pendant cette étape.

Lorsque cela est approprié, il peut être préférable d’effectuer le regroupement secondaire après le durcissement. University of Guelph: Hardening

Lors de la sélection et du test de l’emballage commercial, utilisez les contrôles suivants :

Les essais d’une cellule de surgélation pour crème glacée doivent être réalisés avec :

• Le poids de remplissage réel
• Le système réel de fermeture
• Le contenant commercial réel

Des résultats obtenus avec de petits gobelets ouverts ne doivent pas être utilisés pour certifier les performances d’un autre emballage commercial.

8. Surveiller la Température du Produit et Définir les Critères de Libération du Lot

La spécification de surveillance doit expliquer ce que chaque capteur est censé démontrer.

Utilisez des emballages dédiés au contrôle, équipés de sondes installées de manière hygiénique.

Les zones refroidissant le plus lentement doivent être déterminées par des essais.

Le centre géométrique ne doit pas être considéré automatiquement comme le point de refroidissement le plus lent pour toutes les formes de produits.

Une spécification de commande d’une cellule de surgélation pour crème glacée doit également comprendre :

• La gestion des cycles non conformes
• Les alarmes de défaut des capteurs
• Les critères de libération d’un lot

Les recettes temporisées peuvent être utilisées lorsqu’elles sont validées pour un produit et une configuration de chargement clairement définis.

Les tableaux de commande numériques pour chambres froides de TunelGroup peuvent être intégrés à cette spécification.

Les entrées de sondes produit requises, les fonctions d’enregistrement et le système d’alarme doivent être confirmés dans l’offre.

9. Intégrer le Dégivrage et la Construction de la Chambre dans la Conception

Le dégivrage doit être considéré comme une partie intégrante du programme de production.

Il convient de définir :

• Quand le dégivrage a lieu
• Comment l’eau produite est évacuée
• Quelles conditions doivent être rétablies avant le chargement suivant

Pour une installation par lots, l’étude de conception doit également prendre en compte :

• Les murs isolés
• Le plafond
• Le sol
• Les joints et traversées étanches
• L’étanchéité de la porte
• Le drainage
• Les éventuelles protections contre le gel

L’épaisseur des panneaux doit être justifiée par les exigences thermiques et constructives du projet.

L’impact des interruptions liées au dégivrage sur la capacité journalière doit être défini.

Si le procédé nécessite un fonctionnement ininterrompu, le concepteur doit démontrer comment le système proposé répond à cette exigence.

Une augmentation temporaire de la température de l’air pendant le dégivrage doit être interprétée en tenant compte :

• De sa durée
• Des relevés de température du produit

Une brève hausse de température de l’air ou une simple lecture de l’air de la chambre ne permet pas, à elle seule, de déterminer l’état de chaque emballage.

10. Préserver la Stabilité de Température Après le Durcissement

Les cycles de température peuvent entraîner la fusion partielle des cristaux de glace suivie d’une nouvelle congélation.

Ce phénomène peut favoriser une texture plus grossière avec des cristaux de glace plus importants.

Les stabilisants peuvent contribuer à limiter la recristallisation, mais leur utilisation ne supprime pas la nécessité de maintenir une chaîne du froid maîtrisée. University of Guelph: Stabilizers and Heat Shock

Pour la planification de la qualité, l’Université de Guelph traite de la stabilité des cristaux de glace à des températures inférieures à environ −25 °C.

Cette valeur doit être utilisée comme référence pour la validation des conditions de stockage, et non comme une exigence réglementaire universelle ou comme une garantie de durée de conservation. University of Guelph: Hardening

Pour le contrôle opérationnel, enregistrez les conditions lors :

• Du chargement
• De l’expédition
• De la réception

Les écarts de température récurrents doivent être étudiés et les capacités des équipements de stockage et de transport en aval doivent être vérifiées.

Une crème glacée qui redevient dure après avoir été réchauffée n’a pas nécessairement retrouvé sa texture originale.

Tout lot concerné doit être évalué conformément aux procédures documentées de qualité et de sécurité alimentaire de l’établissement.

11. Maintenir l’Hygiène Pendant Tout le Processus de Production de Crème Glacée

La crème glacée est généralement consommée sans étape supplémentaire de cuisson.

Le durcissement ne doit pas être considéré comme une étape permettant d’éliminer les micro-organismes.

La FDA précise que la congélation ne détruit pas la majorité des bactéries. FDA: Safe Food Storage

Le plan de sécurité alimentaire de l’établissement doit notamment traiter :

• Le traitement du mélange
• Les ingrédients ajoutés ultérieurement
• Les surfaces en contact avec les aliments
• La gestion des allergènes
• Les pratiques du personnel
• Les risques de contamination pendant le remplissage et l’emballage

Les principes généraux d’hygiène et de HACCP fournissent un cadre permettant d’identifier et de maîtriser les dangers pertinents. Codex: General Principles of Food Hygiene

Les procédures de nettoyage et d’inspection doivent également couvrir :

• Les équipements de durcissement
• Les chariots
• Les dispositifs de récupération des condensats
• Les sondes de surveillance

Des procédures de décision doivent être définies à l’avance pour :

• Les risques de contamination
• Les emballages endommagés
• Les écarts de température

12. Mettre en Service le Système Selon les Exigences Produit et Commerciales

Avant la réception du système, les parties doivent convenir de la manière dont les performances seront démontrées.

Les contrôles suivants sont proposés comme critères d’acceptation et ne constituent pas des résultats déclarés d’un projet déjà réalisé.

Un système correctement défini peut contribuer à une planification plus prévisible de l’emballage et des expéditions.

Les bénéfices commerciaux doivent être quantifiés à partir des résultats réels concernant :

• Le taux de produits rejetés
• La production réellement obtenue
• Les coûts d’exploitation
• Les résultats qualité chez les clients

Les plans de chargement approuvés, les recettes de fonctionnement et les enregistrements d’acceptation doivent être conservés.

Ils doivent être réexaminés lorsque changent :

• La taille des emballages
• La formulation
• La production journalière
• Les conditions du site

Recommandé / Non Recommandé

Recommandé

• Spécifier à la fois l’état final attendu du produit et la capacité de production requise.
• Utiliser les poids réels de remplissage ainsi que des données thermiques adaptées à la recette.
• Valider l’emballage commercial et la configuration réelle de chargement.
• Définir des critères d’acceptation basés sur le produit ainsi que les réponses aux alarmes.
• Inclure le stockage en aval dans le programme qualité.

Non Recommandé

• Considérer qu’un litre de crème glacée équivaut à un kilogramme d’eau.
• Utiliser le même cycle de durcissement pour toutes les recettes et tous les formats d’emballage.
• Valider un lot uniquement à partir de l’affichage de la température de l’air de la chambre.
• Ignorer l’emballage, le dégivrage ou le temps de transfert dans les déclarations de capacité.
• Supposer qu’un nouveau durcissement démontre la récupération complète de la qualité ou de la sécurité.

Quelles Normes et Références Sont Applicables ?

Utilisez les exigences relatives à l’alimentation, à la réfrigération, à l’électricité et au bâtiment applicables dans le pays ou la région où le projet est installé.

Le Codex CXC 8-1976 exclut explicitement la crème glacée, les glaces alimentaires et le lait de son champ d’application.

Ses dispositions générales relatives à la température des aliments rapidement congelés ne doivent donc pas être présentées comme une exigence spécifique à la crème glacée. Codex CXC 8: Scope

Les références universitaires et industrielles citées dans ce guide expliquent les principes technologiques.

Elles ne remplacent cependant ni les spécifications produit validées pour le projet ni les exigences réglementaires locales applicables.

Assistance de TunelGroup pour les Projets de Surgélation de Crème Glacée

TunelGroup propose des unités de réfrigération, des évaporateurs de type shock ainsi que des équipements de commande pour chambres froides.

Ces composants doivent être sélectionnés comme un système coordonné autour de la capacité de durcissement demandée.

Pour une demande concernant une cellule de surgélation pour crème glacée, fournissez :

• Les types de produits, formulations et marchés visés
• Les kilogrammes nets par lot ou par heure ainsi que les poids d’emballage mesurés
• La température du produit à l’entrée et les critères proposés de fin de cycle
• Les dimensions des contenants, les cartons et les informations sur les chariots ou convoyeurs
• Les heures de fonctionnement disponibles et les changements de production prévus
• Le lieu du projet, les dimensions de la chambre, les conditions ambiantes et l’alimentation électrique
• La capacité de stockage négatif ainsi que l’étendue des travaux d’installation souhaités

Demandez une offre précisant clairement :

• Les hypothèses de conception
• Les équipements inclus
• Les conditions d’acceptation

Cette approche permet d’examiner le résultat d’exploitation attendu avant la commande de l’équipement.

Questions Fréquemment Posées

Quel est le rôle d’une cellule de surgélation pour crème glacée ?

Elle permet de durcir les produits partiellement congelés après leur remplissage ou leur mise en forme afin de les préparer aux conditions prévues de manutention et de stockage.

Une cellule de surgélation remplace-t-elle le freezer de production de crème glacée ?

Non.

La congélation initiale et le foisonnement créent la structure aérée du produit. Le durcissement constitue une étape distincte réalisée après cette phase.

Quelle température d’air est utilisée pour le durcissement ?

Les recommandations universitaires indiquent environ −30 °C à −40 °C.

L’installation doit toutefois démontrer le résultat produit demandé sous charge réelle.

Quelle doit être la température finale du produit ?

Elle doit être définie selon :

• La formulation
• L’emballage
• L’étape suivante de production ou de stockage

Cette température doit ensuite être vérifiée lors d’essais en charge.

La température de l’air seule ne permet pas de déterminer la fin du processus.

Pourquoi une crème glacée reste-t-elle molle à basse température ?

Il convient d’examiner :

• La recette
• La température réelle du produit
• Les dimensions de remplissage
• Les enregistrements du procédé

Des systèmes d’édulcorants différents peuvent produire des niveaux de fermeté différents à une température identique.

Combien de temps dure le durcissement ?

La durée dépend :

• Du produit
• De son état initial
• De l’emballage
• De l’équipement

Il est préférable de définir un cycle validé pour chaque produit plutôt que d’appliquer une durée unique à toutes les charges.

Une crème glacée fondue peut-elle être restaurée par surgélation ?

Un nouveau durcissement ne démontre pas que la texture originale ou la sécurité du produit ont été entièrement restaurées.

Il convient de suivre la procédure documentée de traitement des produits non conformes de l’établissement.

Comment la capacité de durcissement doit-elle être indiquée ?

Elle doit préciser ensemble :

• La masse nette du produit
• Le type d’emballage
• L’état du produit à l’entrée
• Le résultat final requis
• La durée du cycle

Les hypothèses utilisées pour calculer le débit horaire net doivent également être indiquées.