Dans le congélateur à plaques, ce n’est pas l’air mais le métal qui refroidit. Le fluide s’évapore à −35 à −40 °C à l’intérieur de plaques d’aluminium à canaux ; le produit est placé entre deux plaques et un système hydraulique applique les plaques sur le produit avec une légère pression. La chaleur passe directement dans le métal par les deux faces du produit. Le transfert de chaleur par contact étant bien plus intense que par l’air, la durée de congélation se raccourcit et aucune énergie de ventilation n’est dépensée. Le produit sort en blocs réguliers, compacts et d’épaisseur égale.
Il en existe deux types. Dans le congélateur à plaques horizontales, le produit est chargé, en plateaux ou en cartons, entre des plaques disposées comme des étagères ; il s’utilise pour les blocs de filets de poisson, de crevettes, de viande hachée, d’épinards et de plats préparés. Dans le congélateur à plaques verticales, le produit est versé par le haut dans les alvéoles entre les plaques ; poisson entier, abats et parures de viande y sont congelés en blocs sans emballage. Il est répandu sur les navires de pêche et dans les abattoirs. Les types horizontaux se chargent à la main ou automatiquement ; sur les types verticaux, les blocs se déchargent par le bas ou par le côté après le dégivrage.
L’épaisseur des blocs va de 25 à 100 mm et la durée croît presque comme le carré de l’épaisseur : un bloc de 50 mm descend à −18 °C à cœur en 1,5–2 heures environ, un bloc de 100 mm en 3,5–5 heures. Un chargement fait généralement 500–1500 kg. Le produit doit bien s’appuyer sur les plaques ; un plateau à moitié plein, un emballage bombé ou un vide d’air intercalé allongent nettement la durée. Des blocs réguliers et compacts font aussi gagner de la place en entrepôt et en transport.
Côté froid, en raison de la basse température d’évaporation, on utilise la compression bi-étagée, un compresseur à vis à économiseur ou un système en cascade au CO₂ ; dans les grandes installations, les plaques fonctionnent en alimentation de liquide par pompe. Après chaque cycle, un bref dégivrage par gaz chauds est effectué pour que les blocs se détachent des plaques. La surface des plaques est maintenue propre et sans glace ; les raccords par flexibles, qui bougent avec les plaques, se contrôlent régulièrement du point de vue des fuites. Le congélateur à plaques ne convient pas aux produits de forme irrégulière ; ceux-ci se congèlent dans des systèmes à air.