Une réfrigération rapide des aliments, mais néanmoins graduelle, est essentielle pour garantir la sécurité et la qualité alimentaire sur une période plus longue. Elle permet également une meilleure présentation des aliments.
Sous le seuil de -4°C, l'activité microbiologique des germes s'interrompt, empêchant ainsi leur développement et la pourriture des aliments.
La baisse de la température entraîne une diminution exponentielle de l'activité microbiologique.
La congélation des aliments transforme l'eau qu'ils contiennent en glace. Lorsque la congélation du produit est lente, cela provoque la formation de cristaux de glace plus grands, ce qui endommage les parois des cellules. Il en résulte une perte d'arôme, de jus et de substances nutritives. Il ne faut pas seulement assurer une congélation rapide aux aliments, il importe tout autant qu'elle soit progressive. En effet, des fluctuations de température fortes et soudaines entraînent des frictions, et donc des fissures à la surface du produit.

Avantages de la réfrigération et de la congélation par CO₂

• Absence de fissures à la surface du produit
  La température de congélation du CO₂ est suffisamment basse (-78.5°C) que pour générer un transfert de chaleur idéal, permettant une réfrigération rapide du produit, mains néanmoins graduelle et uniforme.
• Durées de réfrigération et de congélation inférieures aux méthodes mécaniques, permettant une vitesse de production supérieure.
• Meilleure qualité alimentaire grâce à la formation de cristaux plus petits, garantissant ainsi une meilleure préservation des substances nutritives et des arômes. Une infection secondaire des aliments est exclue grâce à l'effet bactériostatique du CO₂.
• Meilleure présentation des aliments. Le CO₂ enlève l'oxygène de l'air, empêchant ainsi l'oxydation des aliments. La réfrigération rapide des aliments empêche l'altération de la couleur des produits et réduit au minimum l'importance de la perte due au rétrécissement de ceux-ci.
• Perte de poids limitée, soit de max. 0,2% par rapport aux 5% de perte occasionnée par les méthodes de congélation mécaniques. Ainsi, la réfrigération par CO₂ limite la perte de poids.
• Absence de résidus. La fine glace carbonique se sublime, ne laissant aucun résidu, contrairement à la glace hydrique, par exemple.
• Méthode peu consommatrice en énergie. La dépendance énergétique de la réfrigération par CO₂ ne s'élève qu'à 12,5 %, tandis que celle de la congélation mécanique est totale (méthode 100% électrique), et celle de la congélation par nitrogène est de 50% (tant l'unité de séparation d'air que celle de liquéfaction du gaz fonctionnent sur électricité).
  

• La congélation cryogénique par CO₂ est particulièrement peu consommatrice en énergie durant les procédés discontinus vu que le congélateur est éteint une fois que le produit est congelé. Les congélateurs mécaniques, par contre, requièrent un fonctionnement ininterrompu. De plus, le redémarrage des congélateurs après la congélation cryogénique ne prendra que quelques minutes.
  La congélation superficielle est par exemple utilisée pour la congélation des viandes froides. La surface de la viande est congelée, facilitant ainsi la découpe et limitant les écoulements.
• La surgélation individuelle est utilisée pour la congélation d'aliments de relative petite taille, les rendant ainsi facilement portionnables. Les produits peuvent ainsi être recouverts d'herbes ou de sauces dans les mêmes proportions. Cette technique est principalement utilisée dans la préparation de repas prêts à consommer, de fromage râpé, de boulettes, de légumes, de produits à base de pommes de terre, etc.
• La surgélation de produits alimentaires tels que des produits prêts à cuire, des repas prêts à consommer, etc.
• Le cryobroyage est un processus au cours duquel le produit est congelé, le rendant ainsi plus fragile et donc plus facile à broyer. Les procédés de broyage traditionnels émettent de la chaleur, provoquant ainsi la fonte ou l'évaporation de certains aliments. Le cryobroyage, par contre, empêche la perte de goût et d'arôme, et permet un broyage plus égal. Cette technique est utilisée pour hacher des herbes ou de la viande, produire des poudres, etc.
• La réfrigération cryogénique est utilisée pour accélérer le processus de production. Elle est utilisée pour la réfrigération des pâtisseries, des garnitures, de la pâte, et des fleurs. C'est aussi une méthode de réfrigération pour les aliments qui requièrent un emballage immédiat, les produits multicouches, et elle est aussi utilisée comme méthode de sous-refroidissement pour poser des garnitures sur la glace, etc.