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TRAVAUX PRATIQUES DE GÉNIE CHIMIQUE
SÉCHAGE
I/ MODE OPÉRATOIRE
remarque: il est très important avant de démarrer la manipulation d'avoir bien
compris quelles étaient les sondes correspondants aux indications de l'afficheur. On
note ainsi:
T sec: température de l'air à l'entrée de l'installation avant chauffage
T humide: température humide de l'air prise à l'entrée de l'installation avant
chauffage
T chaud: température de l'air à l'entrée du sécheur après chauffage
T sortie: température de l'air à la sortie du sécheur
Humidité: humidité relative de l'air à la sortie du sécheur
1/ Introduction de la masse à sécher:
La masse d'alumine humide à sécher doit être pesée après avoir prélevé dans
5 flacons en verre des échantillons pour analyse de la teneur en eau avec la balance
à dessiccation. Les prélèvements devront être les plus représentatifs possibles.
Pour des raisons horaires, il est impératif de réaliser les analyses une
fois le séchage commencé.
2/ Mise en route de l'installation:
• préparation du thermomètre humide: humidifier la gaze avec une pissette sans
exagération. Cette opération est à renouveler fréquemment.
• vérifier que l'ordinateur est en route pour l'acquisition de données et afficher
l'écran permettant de suivre l'évolution des températures. Il est impératif de
mettre en route préalablement le banc de traitement de déchets (interrupteur
général et marche générale).
• introduire dans le sécheur la masse d'alumine humide: il est fondamental pour
une réussite du séchage que le solide ne soit pas tassé mais seulement lissé en
surface. Refermer l'enceinte soigneusement.
• la sonde de température placé dans l'enceinte ne doit pas être introduite dans le
solide. Elle n'est pas utilisée pendant l'expérience.
• ouvrir les vannes pour obtenir un débit d'air comprimé de 4,5 m3.h-1 dans le

sécheur: il est important de contrôler cette valeur pendant le séchage pour la
réajuster si besoin.
• fixer une température d'air chaud de 58 °C et mettre en marche le chauffage de
l'air: il faut vérifier absolument qu'il y ait une circulation d'air pour ne pas
endommager la résistance électrique. Cet instant correspond à l'instant t = 0.
3/ Relevé des valeurs:
remarques:
• Il est important de comprendre que normalement la température d'air humide qui
ne dépend que de l'air fourni par le compresseur du bâtiment ne doit pas varier.
Les variations observées correspondent à des mesures erronées dues au
dispositif. En fait on considérera pour l'exploitation la valeur la plus faible.
• La température de l'air avant chauffage ne doit également que peu varier pour la
même raison.
• Une fois la consigne de chauffage de l'air atteinte, la température de l'air après
chauffage ne doit pratiquement pas varier.
On déduit des trois remarques précédentes qu'en observant judicieusement le
déroulement expérimental, on pourra se contenter assez rapidement de valeurs
fixes. Un suivi continu de ces trois valeurs est donc inutile.
Noter toutes les 10 minutes puis toutes les 5 minutes quand l'humidité relative
décroît, la température ainsi que l'humidité relative de l'air en sortie.
4/ Arrêt de l'installation:
Le séchage est terminé quand l'humidité relative de l'air en sortie tend vers 0.
Couper le chauffage lorsque la température de l'air après chauffage est
d'environ 30 °C, la circulation d'air peut alors être coupée.
Prélever trois échantillons de solide pour analyse.
II/ EXPLOITATION DES RÉSULTATS
Il est absolument nécessaire de commencer le compte rendu avant la fin
du séchage.
Le compte rendu comprendra les éléments suivants:
• détermination de l'humidité du produit initial et du produit final. En déduire les
masses d'eau initiale et finale contenues par l'alumine.

• à partir du diagramme de l'air humide, déterminer l'humidité relative et absolue de
l'air à l'entrée du chauffage et à l'entrée du sécheur. D'après les explications plus
haut, ces valeurs seront considérées constantes pendant toute la durée du
séchage. Déterminer ensuite l'enthalpie de l'air avant le chauffage et à l'entrée du
sécheur.
• tracer à partir du système d'acquisition de données et d'EXCEL l'évolution en
fonction du temps de T sec, T humide et T chaud. Vérifier les hypothèses.
• tracer à partir du système d'acquisition de données et d'EXCEL l'évolution en
fonction du temps de T sortie et Humidité.
• à partir du diagramme de l'air humide, déterminer l'humidité absolue de l'air à la
sortie du sécheur (ce travail est à effectuer en même temps que la
manipulation).
• à partir de la méthode expliquée en annexe, déterminer la masse d'eau gagnée
par l'air pendant les intervalles de temps choisis puis la masse d'eau cumulée en
fonction du temps. En déduire l'évolution en fonction du temps de la masse d'eau
contenue par le solide. Tracer cette courbe. Comparer la valeur finale avec celle
obtenue par analyse.
• tracer la cinétique de séchage (évolution de la vitesse de disparition de l'eau du
solide).
• déduire de cette courbe deux types de séchage différents.
• choisir deux instants où la vitesse de séchage est à peu près constante et
déterminer à partir du diagramme de l'air humide l'enthalpie de l'air à la sortie du
sécheur. Comparer avec la valeur à l'entrée et conclure. Examiner un instant
correspondant à une cinétique décroissante et proposer une explication.
• déduire de vos résultats l'énergie (sous forme de chaleur) nécessaire pour sécher
dans nos conditions finales 1 kg de l'alumine humide fournie.
III/ ANNEXES
1/ Diagramme de l'air humide
2/ Procédure de calcul de la masse d'eau perdue par le solide
3/ Schéma du banc de séchage

PROCÉDURE DE CALCUL DE LA MASSE D'EAU
PERDUE PAR LE SOLIDE
Le calcul repose sur l'hypothèse que la masse d'eau perdue par le solide est
intégralement transmise à l'air.
On utilise les notations suivantes:
Qv, ρ: débit volumique et masse volumique de l'air sec (on ne tient pas
compte de l'eau en très faible quantité à l'entrée du sécheur)
(m3.h-1 et kg d'air sec.m-3)
dt: petit intervalle de temps (h)
dmeau : masse d'eau transmise à l'air sec entre les instants t - dt et t (g d'eau)
W(t): masse d'eau transmise à 1 kg d'air sec lors de son passage dans le
sécheur à un instant t (g d'eau par kg d'air sec). On peut seulement
considérer W(t) comme constant pendant un intervalle de temps très
petit.
On constate expérimentalement que l'humidité absolue de l'air à la sortie du sécheur
varie dans le temps; par conséquent W est une fonction du temps.
On peut écrire l'égalité suivante:
dm Q dt W t
eau v
=⋅⋅⋅ρ()
où le terme Qv.ρ.dt correspond à la masse d'air sec traversant le sécheur pendant
dt.
Dans l'intervalle de temps [t - ∆t; t] (∆t est un intervalle entre deux mesures
d'humidité de l'air en sortie), on calcule meau qui est la masse d'eau transmise à l'air
sec:
∆−∆− ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅= t
tt
t
tt
dtW(t)ρQv dtW(t)ρQvmeau
L'intégrale I correspond à l'aire de la fonction W(t) entre t - ∆t et t.
La méthode consiste donc à tracer d'abord la fonction W(t). Les valeurs
expérimentales d'humidités absolues de l'air entre la sortie et l'entrée (assimilée à
une constante à l'entrée) permettent facilement d'obtenir W(t) par différence.
Comme la fonction n'est pas connue de manière analytique mais seulement par
quelques points, il va être nécessaire d'utiliser une méthode numérique pour le calcul
de l'intégrale I (méthode des trapèzes).
On assimile dans cette méthode la variation de W entre les instants de mesure t et

∆t à une variation linéaire. L'intégrale précédente I est donc la somme de l'aire d'un
rectangle (côtés ∆t et W(t) ) et la demi somme de l'aire d'un autre rectangle (côtés ∆t
et W(t) - W(t - ∆t) ). On obtient alors:
() ( )()() ( )() ∆ttWtW∆t
2
1
∆ttWtW∆t
2
1
∆tt) - W(tI −+⋅⋅=−−⋅⋅+⋅∆=
Il est évident que la méthode est d'autant plus exacte que l'intervalle de temps est
petit c'est à dire que deux mesures sont rapprochées dans le temps.
On peut maintenant résumer la méthode de calcul dans EXCEL:
1/ écrire deux colonnes: l'une pour les temps, l'autre pour les humidités absolues de
l'air en sortie
2/ dans une troisième colonne, retrancher de la deuxième colonne la valeur
d'humidité absolue de l'air à l'entrée. La troisième colonne correspond donc à W.
3/ dans la quatrième colonne, calculer l'intégrale en utilisant la dernière formule.
4/ dans la cinquième colonne, multiplier les termes de la quatrième par Qv.ρ: on a
alors calculé la masse d'eau gagnée par l'air (c'est à dire la masse d'eau extraite du
solide) dans les intervalles de mesures.
5/ dans une sixième colonne, on cumule ces valeurs pour avoir l'évolution de la
masse d'eau gagnée par l'air depuis l'instant initial.
6/ dans une septième colonne, on retranche de la masse d'eau initiale contenue par
le solide les masses d'eau cumulées de la sixième colonne: on obtient donc au cours
du temps la masse d'eau contenue par le solide au cours du temps.