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Principes physiques du séchage Pour évaporer l'eau d'un produit, deux mécanismes peuvent être mis en œuvre: l'ébullition et l'entraînement. Séchage par ébullition Le séchage par ébullition consiste à transmettre au produit amené à sa température d'ébullition un flux thermique au travers une surface d'échange de chaleur latente. L'évaporation de l'eau est directement proportionnelle à l'apport d'énergie (chaleur latente de vaporisation). En pratique cet apport est effectué par conduction au travers de la surface d'échange au contact du produit par de la vapeur dont la température est comprise entre 130 et 150°C. Séchage thermique cours et. Selon la loi de Fourier, le transfert de chaleur s'effectue de façon proportionnelle à la différence de température entre le fluide caloporteur et le liquide en ébullition à la pression considérée. Séchage par entraînement Le séchage par entraînement consiste à placer un corps humide dans un courant d'air (ou autre gaz) suffisamment chaud et sec. Dans ces conditions, il s'établit spontanément entre le corps et le gaz un écart de température et de pression partielle d'eau tel que: Un transfert de chaleur s'effectue de l'air vers le produit, sous l'effet de la température Un transfert d'eau s'effectue en sens inverse du fait de la pression partielle d'eau entre l'air et la surface du produit ( Figure 5) Le séchage par entraînement est le moyen de séchage le plus universel, tous produits et secteurs alimentaires confondus (lait, œuf, charcuterie, céréales et produits végétaux, fruits, etc... ).
Cp(air sec)=1. 01 -1. °C -1 Cp(eau vapeur) = 1. 92 -1. °C -1 Lv(eau à 0°C) = 2494 -1 Exemple: calculer l'humidité absolue d'un air à 20°C et de degré hygrométrique 80%, connaissant P° H2O (20°C)=2338 Pa. Calculer ensuite l'humidité à saturation et le degré de saturation s. Pour cet air, P H2O = e x P° H2O (T) = 0. 8 x 2338 = 1870. 4 Pa La pression partielle en air est donc P air = 101325 - 0. 8x2338 = 99454. 6 Pa L'humidité absolue s'écrit enfin (avec un coefficient multiplicateur de 1000 pour avoir le résultat en g/kg d'air sec): Y = (P H2O xM H2O)/(P air xM air) = 1000 x (1870. 4 x 18)/(99454. 6 x 29)= 11. 67 g/kg d'air sec. à saturation s'écrit: Y sat (20°C) = 1000 x (2338x18)/(101325-2338)/29=14. 66 g/kg d'air sec Le degré de saturation est enfin s = 11. 67 / 14. Module d'enseignement ASTEP - Séchage thermique. 66 = 79. 6% ( s +/- = e)
Avantages inconvénients des modes de séchage Avantages Inconvénients Séchage direct technologie simple bonne granulation vitesse de séchage équipements périphériques sensibilité aux variations de qualité de boue Séchage indirect équipements périphériques simples meilleure sécurité d'utilisation effluent résiduaire gazeux faible technique complexe capacité réduite vitesse de séchage lente réglementation spécifique Des mesures de sécurité sont nécessaires lors de la mise en place de sécheurs notamment contre les risques de feu et d'explosion. La concentration en poussière doit être inférieure à 60g/Nm 3, la concentration en 0 2 inférieure à 12% et la température des granulés inférieure à 100°C. Schéma du sécheur direct Andritz