Modèle pour la diffusion simultanée de la chaleur, de l'eau et de la vapeur

Résumé du document

La plupart des aliments sont traités à la chaleur avant d'être consommé.

Au cours de ce traitement thermique des changements chimiques, rhéologiques et structuraux prennent lieu à l'intérieur de l'aliment. Entre outre le changement de la teneur en eau a un impact décisif sur les propriétés finales de l'aliment.

Il est donc d'intérêt considérable d'être capable de comprendre et prédire la diffusion simultanée de chaleur, eau et vapeur (...)

Extraits

[...] Figure 2 f & c. conclusions Les résultats de cette recherche mènent aux conclusions suivantes : Le modèle décrit bien les mécanismes de la diffusion simultanée de la chaleur, de l'eau et de la vapeur dans un produit solide unidimensionnel qui est chauffé avec la radiation et la convection. Le programme de simulation peut être utilisé pour estimer les coefficients de diffusion et plusieurs autres paramètres de la matière et leur dépendance de la température et la teneur en eau. [...]

[...] Il est donc d'intérêt considérable d'être capable de comprendre et prédire la diffusion simultanée de chaleur, eau et vapeur . C'est pour cela que en 1988, Vries, Slumier & Blacjsma ont proposé un modèle de Condensation/Evaporation qui explique tous les phénomènes physiques . Introduction Transfert de chaleur Transfert de matière (Diffusion & convection de l'eau et de vapeur d'eau) Aliment frais propriétés initiales Aliment cuit propriétés finales Traitement thermique 2 Objectifs Développer un modèle mathématique pour un programme de simulation informatique qui décrit et simule les mécanismes de transfert simultané de la chaleur, de l'eau & de la vapeur. [...]

[...] L'équation qui traduit cette diffusion dérive de la loi de Fick D'où la teneur en vapeur V(x,t). Au point x et au temps t est exprimée de la façon suivante : Démontrons cette équation pour une géométrie plane on (∂V/∂t) = ∂ /∂x ∂ V/∂x)) + ∂ /∂y ∂ V/∂y)) + ∂ /∂z ∂ V/∂z)) + rA Or la diffusion est unidirectionnelle, de plus il n'y a pas de réaction chimique. Donc, on obtient : (∂V/∂t) = ∂ /∂x ∂ V/∂x)) pour 0 Apparition d'une zone sèche à la surface du produit. [...]

[...] Au centre = xL/ ∂T/∂x = 0 car il y a une symétrie. T. de chaleur par convection & rayonnement Le coefficient de transfert de la chaleur, h (W/m2k) est divisé en deux parties hr et hc du à la radiation et convection respectivement, où σ est la constante de Stephan Bolzman εp et εr sont respectivement les émissivités du produit et de la source de radiation Fsp est le facteur de forme entre deux plaques parallèles (De Witt, 1990), dans ce cas la surface radiante et la surface du produit : 2 1 asp As Ap Aliment bsp Avec: Cos 1 Cos2  r² As Ap 1/As Fsp=   dAs dAp Lsp Diffusion de vapeur d'eau Au sein de produit alimentaire, il y diffusion de la vapeur d'eau par diffudion. [...]

[...] En effet, la température a deux destinations : Une partie de cette énergie thermique, permet de chauffer le produit L'autre partie sert à évaporer l'eau. De plus, la diffusion de la vapeur est plus lente que l'évaporation. Ce changement de phase fait augmenter,au centre, la pression partielle qui devienne supérieure à la pression de saturation, ce qui ralentie cette évaporation. Cette augmentation de pression fait augmenter aussi la diffusion de l'eau liquide, d'où la rapidité de la chute de la teneur en eau enfin de séchage. [...]