Le séchage en lit fixe

Résumé du document

Le séchage est l'opération qui consiste à « retirer » un liquide (eau, solvants organique) d'un solide par quelque procédé que ce soit. Le séchage est l'un de plus anciens procédés de préservation des aliments. En effet dans les aliments déshydratés, la faible activité de l'eau empêche les microorganismes de proliférer et ralentit les réactions enzymatiques (...).
Le séchage peut être effectué par des moyens mécaniques (pressage, centrifugation) ou des moyens thermiques (ébullition, entraînement). L'opération la plus courante consiste à enlever l'eau par l'air chaud à pression atmosphérique, mais pour certains produits le séchage sous vide ou la lyophilisation sont plus adaptés (...). Ce procédé est souvent une opération qui intervient en fin de fabrication, avant l'étape de commercialisation et qui contrôle en grande partie la qualité et les propriétés d'usage du produit.
L'objectif de ce TP est de réaliser en lit fixe une étude cinétique de séchage d'un échantillon de céréales (Céréales gourmandes (TIPIAK) à base de blé, orge, avoine, flocons de soja) placés dans un tunnel où circule de l'air chaud (courant ascendant). L'évolution de la capacité de séchage et de la vitesse de séchage est suivie pour trois expériences en fonction de la vitesse de l'air (...).

Extraits

[...] D'un point de vue transfert, on va, selon le séchoir, utiliser de la convection, de la conduction et du rayonnement. Ce procédé est souvent une opération qui intervient en fin de fabrication, avant l'étape de commercialisation et qui contrôle en grande partie la qualité et les propriétés d'usage du produit. L'objectif de ce TP est de réaliser en lit fixe une étude cinétique de séchage d'un échantillon de céréales (Céréales gourmandes (TIPIAK) à base de blé, orge, avoine, flocons de soja) placés dans un tunnel où circule de l'air chaud (courant ascendant). [...]

[...] Nous sommes dans les conditions où : h = Rc : vitesse de séchage constante (kg m-2 h : coefficient de transfert thermique (kJ. m2 .h-1) L : chaleur latente de vaporisation de l'eau à Th (donné par les tables kJ.kg-1) Ts : température moyenne à laquelle rentre l'air sec Th : température humide de l'air (diagramme de l'air) D'autre part, nous savons que h peut être modélisé à l'aide de la masse volumique de l'air et de la vitesse linéaire de l'air de séchage d'après une relation du type : h = β(ρ.um)α qui peut être exprimée sous forme logarithmique : log = log +α . [...]

[...] De même, il faut veiller à ne pas créer des trous dans le lit de produits pour éviter les prises d'air d'où une surestimation de la vitesse de séchage (obtenu via le débit de sortie d'air). Pour avoir un séchage optimal, il faut également veiller à n'avoir aucune fuite entraînant des fuites de produits évaporés, ici ce n'est pas trop gênant mais ça peut devenir dangereux si c'est un solvant ou un autre produit qu'il faut absolument maîtriser. Ce procédé doit être moins efficace que le séchage en lit fluidisé qui permet d'augmenter la surface d'échange entre le produit et l'air. [...]

[...] Mais ayant que deux points, on est par avance sûr d'avoir un R2 de 1. Du coup ce graphique parait peu exploitable surtout dans le cas où ce serait h du débit 3 qui serait sous-estimé. Mais resterait cohérent si c'est uniquement h du débit 2 qui est surestimé. Du coup si on trace cette nouvelle modélisation (cf. graphe ci-après), on a le coefficient α qui passe de 1,5474 à 1,1883 et le coefficient β qui passe de 1,0617à 16,1213. [...]

[...] Calcul de l'aire de séchage Le produit est placé sur un tamis à l'intérieur d'un tiroir rectangulaire donc l'aire de séchage A est : A = 16.3 .10-2* 14.5 .10-2 A = 10-2 m2 V. Résultats et Interprétations Toutes les données sont annexées en fin de rapport. N.B. : Le temps était humide ce qui augmente l'humidité d'entrée (d'environ 3 a. Représentation de la température du solide en fonction du temps de séchage La vitesse de montée en température augmente avec le débit d'air utilisé, de façon logarithmique. La température maximale dans le produit est la même pour les trois débits. [...]