Impact environnemental de l’industrie de la crème glacée

Étapes de fabrication de la crème glacée

 

Malgré la grande variété de crèmes glacées et de glaces de consommation, le processus de fabrication de la plupart de ces produits implique généralement les étapes suivantes : ^[1]

• Préparation d’un mélange liquide d’ingrédients ; 
• Pasteurisation du mélange pour détruire les bactéries pathogènes ;
• Homogénéisation pour obtenir des globules gras d’une taille d'environ 1 µm chacun ;
• Maturation du mélange afin d'améliorer les qualités de brassage ainsi que le corps et la texture de la crème glacée ^[2] ;
• Glaçage (ou pré-congélation) pour obtenir un onctueux coulis semi-congelé ;
• Ajout d’ingrédients aromatisants à ce mélange partiellement congelé ;
• Emballage ou mise en forme du produit ;
• Nouvelle étape de congélation du produit pour le durcir.

 

Consommation d’énergie et émissions de CO₂

 

Une équipe de chercheurs britanniques a mené une analyse complète du cycle de vie de la crème glacée en utilisant comme objet d’étude des crèmes glacées à la vanille et au chocolat, les produits leaders du marché. Sur la base d’une consommation annuelle de crème glacée au Royaume-Uni de 404 kt, ils ont estimé que le secteur consomme environ 17,3 PJ d’énergie primaire par an et émet 1,5 Mt d’éq CO₂. Les émissions de CO₂ du secteur de la crème glacée représentent ainsi 1,8 % des émissions de GES de l’ensemble du secteur des aliments et des boissons au Royaume-Uni.^[3]

Les chercheurs ont constaté que l’impact environnemental de la fabrication de crème glacée était principalement attribuable à la consommation d’énergie, en particulier en raison des processus de durcissement et de stockage à l’état congelé. Les impacts calculés étaient influencés par la durée de conservation de la crème glacée à l’état congelé chez le fabricant et le détaillant ainsi que par le type de frigorigène utilisé. Par exemple, en réduisant la durée de conservation chez le fabricant de 30 jours (durée de référence) à 15 jours, la demande d'énergie a diminué de 5 %.^[3]

 

Impact environnemental des frigorigènes utilisés dans la fabrication et la vente au détail de crème glacée

 

L’ammoniac est utilisé depuis longtemps et demeure le frigorigène le plus couramment employé dans la fabrication de crème glacée à grande échelle.^[4]

Le R404A est un HFC également très répandu dans la fabrication de crème glacée, malgré son PRP élevé de 4200. Les auteurs d’une étude sur la viscosité de la crème glacée ont décrit un congélateur à surface raclée discontinu. Le congélateur était constitué d'un réservoir cylindrique à double paroi d'une capacité de 500 ml. Ce réservoir était couplé à un système de refroidissement primaire utilisant du R404A et un bain de refroidissement secondaire utilisant de l'éthylène glycol. Ce système pouvait atteindre une température de bain d'environ −30 °C. L'éthylène glycol refroidi circulait à l'intérieur de la double paroi du congélateur. Pendant le processus de cristallisation, la consommation d'énergie augmentait progressivement à mesure que la température de la phase semi-congelée diminuait. Les auteurs ont observé que l'augmentation de l'énergie consommée par le moteur d'agitation du congélateur était proportionnelle à l'augmentation de la fraction des cristaux formés, et donc liée à l'augmentation de la viscosité de la crème glacée, caractéristique qui détermine sa qualité.^[5]

 

Compte tenu du PRP élevé du R404A, des frigorigènes alternatifs sont nécessaires pour la fabrication de crème glacée. Par exemple, un mélange R290/DME (propane/dimethyl ether) a été testé dans une étude. L’auteur a constaté que le temps de formation de la crème glacée était plus court et que le COP était plus élevé que ceux d’un système au R404A.^[6] Au Royaume-Uni, un fabricant de crème glacée s’est récemment équipé d’une technologie de congélation économe en énergie utilisant le CO₂ comme frigorigène.^[7]

 

Au stade de la vente au détail et selon le PNUE, les HFC les plus couramment utilisés dans la distribution et les services alimentaires existants sont le R404A et le R134a (PRP 1360).^[8] Les systèmes commerciaux autonomes sont pour la plupart passés au R290 (PRP <1).^[8] Les auteurs de l’analyse du cycle de vie de l’industrie britannique de la crème glacée ont comparé les impacts du R134a, du R152a et de l’ammoniac au stade de la vente au détail. Ils ont constaté que l’utilisation du R152a ou de l’ammoniac réduirait l’appauvrissement de la couche d’ozone jusqu’à 95 %. Le R152a diminuerait le potentiel de réchauffement planétaire de 1,1 %. Selon les auteurs, l’impact environnemental de l’industrie de la crème glacée pourrait être atténué en réduisant la durée de conservation et en utilisant des frigorigènes à faible PRP.^[3]

 

 

Ce document est un extrait d'un dossier thématique plus complet disponible uniquement pour les membres de l'IIF.

Crèmes glacées : fabrication, impact environnemental et données économiques

 

Liens utiles pour plus d’informations

 

 

 

Remerciements

 

Ce document de synthèse a été préparé par Monique Baha (siège de l'IIR), corrigé par Dr Antonina Tvorogova (membre de la commission C2 « Sciences et ingénierie alimentaires » de l’IIF), Pr Adisa Azapagic (Université de Manchester) et Dr Laurence Stamford (Université de Manchester). Il a été relu par Nathalie de Grissac et Zoé Martin, sous la supervision de Jean-Luc Dupont (Chef du Département de l'information scientifique et technique).

 

 

References

[1] Ice Cream (pp. 1–17). Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6096-1_1

[2] Goff, H. D. (2021). Ageing of Mix. In Ice Cream Technology eBook (University of Guelph). https://books.lib.uoguelph.ca/icecreamtechnologyebook/chapter/ageing-of-mix/

[3] Konstantas, A., Stamford, L., & Azapagic, A. (2019). Environmental impacts of ice cream. Journal of Cleaner Production, 209, 259–272. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.10.237

[4] Goff, H. D., & Hartel, R. W. (2013). Chapter 7—Freezing and Refrigeration. In H. D. Goff & R. W. Hartel (Eds.), Ice Cream (pp. 193–248). Springer US. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6096-1_7

[5] De la Cruz Martínez, A., Delgado Portales, R. E., Pérez Martínez, J. D., González Ramírez, J. E., Villalobos Lara, A. D., Borras Enríquez, A. J., & Moscosa Santillán, M. (2020). Estimation of Ice Cream Mixture Viscosity during Batch Crystallization in a Scraped Surface Heat Exchanger. Processes, 8(2), 2. https://doi.org/10.3390/pr8020167

[6] Kim, N.-H. (2016). Application of the Natural Refrigerant Mixture R-290/DME to a Soft Ice Cream Refrigerator. International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration, 24(04), 1650027. https://doi.org/10.1142/S2010132516500279

[7] Starfrost Ltd (UK). (2021, August 3). Starfrost Helix spiral freezer delivers energy efficiency benefits at Mackie’s of Scotland. British Frozen Food Federation (BFFF). https://bfff.co.uk/starfrost-helix-spiral-freezer-deliveres-energy-efficiency-benefits-at-mackies-of-scotland/

[8] UNEP. (2021). Refrigeration, Air Conditioning and Heat Pumps TOC (RTOC) Progress Report. In Technology and Economic Assessment Panel (TEAP) 2021. Progress Report (Volume 1). https://ozone.unep.org/node/11983

 

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