SAME-IEL Approfondissement pratique en Génie Alimentaire

SAME-IEL
Approfondissement pratique en
Génie Alimentaire
SÉCHAGE
Cécile Le Floch – Fouéré
Année 2012/2013
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 spontanément entre ce
corps et l’air un écart de température 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
Produit
Air
TRANSFERT D'EAU
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Notion de transferts couplés
d(m.v)
dt
Transfert de quantité
de mouvement
couche
limite
Surface du produit
θh = 29°C; Pe° = 4000 Pa
Transfert de
chaleur
Produit
dQ
dt
Transfert d’eau
Air de séchage
θ = 80°C; Pe = 1000 Pa
d(H 2 O)
dt
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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 HA
Humidité relative HR
Température θ
Enthalpie hm
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Humidité absolue et relative
L’humidité absolue est définie par le rapport :
HA =
me
ma
où me est la quantité d’eau et ma est la quantité d’air sec.
HA est généralement exprimée en kg d’eau par kg d’air sec.
L’humidité relative se définit par :
HR =
Pe
0
Pe
avec Pe la pression partielle de vapeur d’eau et Pe la pression de
vapeur saturante à la température θ de l’air.
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Température
La température θ de l’air est encore appelée température
sèche, par opposition à sa température humide θh 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 HA.
La température de rosée θr est la température à laquelle il faut
refroidir l’air humide ( à HA constante) pour atteindre la saturation.
La température de rosée θr et la température humide θh sont
inférieures ou égales à θ.
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Diagramme enthalpique de l’air humide
L’enthalpie de l’air humide hm est la somme de l’enthalpie de
l’air ha et de l’enthalpie de la vapeur d’eau hv comptées à partir de
0°C.
L’enthalpie de l’air ha correspond à l’énergie nécessaire pour
amener 1 kg d’air sec de 0°C à θ.
L’enthalpie de la vapeur d’eau hv correspond à l’énergie
nécessaire pour évaporer HA kg d’eau à 0°C puis pour chauffer
HA kg de vapeur de 0°C à θ.
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Utilisation du diagramme enthalpique
Enthalpie
kj/kg d’AS
Humidité relative
%
Température
°C
Humidité absolue
kg d’eau/kg d’AS
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Utilisation du diagramme enthalpique
° HA
∆H= 0
Température
humide
HR=100%
Température
de rosée
HR=100%
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° θ
∆HA= 0
H=120 (kJ.kg-1AS)
HR=5 %
θs=80°C
HA=0,015
(kg.kg-1AS)
HR=100%
θs=80°C
° HA
∆H= 0
° θ
∆HA= 0
θh=35°C
θr=20°C
HR=100%
Exemple : enceinte de séchage
° θ
∆HA= 0
0
1
1
Sèchecheveux
2
0
° HA
∆H= 0
Enceinte de
2
séchage
Caractère isenthalpique du
séchage
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