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Cours de séchage: introduction Le séchage a pour but l'élimination d'un liquide imprégnant un solide. Cette élimination peut-être réalisée soit: par évaporation à l'ébullition, favorisée en travaillant sous vide évaporation et entrainement à l'aide d'un gaz, généralement de l'air. Pour favoriser le séchage, on est souvent amené à fournir l'énergie nécessaire pour vaporiser le liquide que l'on veut éliminer. Cette énergie peut être apportée: par conduction, le solide humide étant mis en contact avec une paroi chauffée par convection, le solide humide étant mis en contact avec un gaz (en général de l'air chaud) qui sert à entrainer le liquide vaporisé (le séchage est alors isenthalpe) par rayonnement. L'agitation du solide est un facteur important en permettant le transfert du liquide vers la phase vapeur par évaporation, mais également le transfert thermique entre le moyen de chauffage et le solide humide. Cette agitation peut être réalisée par: agitation externe du sécheur (mouvement de rotation, mouvement alternatif, vibration de basse fréquence) agitation interne (racloir, vis sans fin assurant également le déplacement du solide, agitateur à palettes) fluidisation à l'aide d'un gaz tiers (séchage par entrainement) atomisation (mélange intime du solide et du gaz de séchage dans une turbine d'atomisation) Dans le cas ou le liquide imprégnant le solide doit être récupéré, on réalise préférentiellement une évaporation à l'ébullition afin de condenser les vapeurs obtenues.

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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. 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... ).

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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. 66 = 79. 6% ( s +/- = e)

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