SAME-IEL Approfondissement pratique en Génie Alimentaire

Cécile Le Floch – Fouéré Année 2012/2013
SAME-IEL
Approfondissement pratique en
Génie Alimentaire
SÉCHAGE
Objectifs du TP
Manipulation d’une enceinte de séchage pilote.
Expériences sur des cubes d’éponge et de pomme :
influence des paramètres de séchage
établissement de bilans énergétiques
utilisation du diagramme enthalpique de l’air humide
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Séchage
Lorsqu’un corps humide est placé dans un courant d’
air
suffisamment chaud et sec, il s’établit spontané
ment entre ce
corps et l’air un écart de tempé
rature et de pression partielle de
vapeur d’eau tel :
qu’un transfert de chaleur s’effectue de l’air vers le produit,
sous l’effet de l’écart de température.
qu’un transfert d’eau s’effectue en sens inverse sous l’effet
de l’écart de pression partielle d’eau entre l’air et la surface du
produit.
TRANSFERT D'ÉNERGIE
TRANSFERT D'EAU
Air
Produit
2
Notion de transferts couplés
Produit
Surface du produit
θ
θ θ
θ
h
= 29°C; P
e
° = 4000 Pa
Air de séchage
θ
θ θ
θ = 80°C; P
e
= 1000 Pa
Transfert d’eau
Transfert de
chaleur
dt
dQ
dt O)d(H
2
Transfert de quantité
de mouvement
couche
limite
dt
d(m.v)
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Thermodynamique de l’air humide
L’air humide, air contenant de l’eau sous forme de vapeur, peut
se définir d’un point de vue thermodynamique par quatre
paramètres :
Humidité absolue H
A
Humidité relative H
R
Température θ
Enthalpie h
m
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Humidité absolue et relative
L’humidité absolue est définie par le rapport :
H
A
= m
e
m
a
où m
e
est la quantité d’eau et m
a
est la quantité d’air sec.
H
A
est généralement exprimée en kg d’eau par kg d’air sec.
L’humidité relative se définit par :
H
R
= P
e
P
e
0
avec P
e
la pression partielle de vapeur d’eau et P
e
la pression de
vapeur saturante à la température θde l’air.
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Température
La température θde l’air est encore appelée température
sèche, par opposition à sa température humide θ
h
qui se définit
comme la température à l’équilibre de l’air humide amené à
saturation (formation des premières gouttes d’eau liquide) par
augmentation de H
A
.
La température de rosée θ
r
est la température à laquelle il faut
refroidir l’air humide ( à H
A
constante) pour atteindre la saturation.
La température de rosée θ
r
et la température humide θ
h
sont
inférieures ou égales à θ.
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Diagramme enthalpique de l’air humide
L’enthalpie de l’air humide h
m
est la somme de l’enthalpie de
l’air h
a
et de l’enthalpie de la vapeur d’eau h
v
comptées à partir de
0°C.
L’enthalpie de l’air h
a
correspond à l’énergie nécessaire pour
amener 1 kg d’air sec de 0°C à θ.
L’enthalpie de la vapeur d’eau h
v
correspond à l’énergie
nécessaire pour évaporer H
A
kg d’eau à 0°C puis pour chauffer
H
A
kg de vapeur de 0°C à θ.
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Enthalpie
kj/kg d’AS
Humidité absolue
kg d’eau/kg d’AS
Humidité relative
%
Température
°C
Utilisation du diagramme enthalpique
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Température
de rosée
Température
humide
° HA
∆
∆∆
∆H= 0
°θ
θθ
θ
∆
∆∆
∆HA= 0
HR=100%
HR=100%
Utilisation du diagramme enthalpique
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