Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Choisir un sécheur dans une gamme existante très large est souvent un casse-tête. Comme la technologie doit être compatible avec la forme du produit à traiter, une classification basée sur la structure du produit à traiter a été retenue. Une installation de séchage comporte aussi des équipements annexes pour le prétraitement du produit, le bon fonctionnement du sécheur et le post-traitement du produit et des rejets. Certains de ces dispositifs garantissent la sûreté de fonctionnement de l'installation et de son environnement.
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Patricia ARLABOSSE : Ingénieur IUSTI, spécialité Systèmes énergétiques et transferts thermiques - Docteur en Mécanique énergétique - Maître-Assistante à l'École des Mines d'Albi Carmaux ENSTIMAC - Chercheur au Centre RAPSODEE (UMR CNRS 2392)
INTRODUCTION
Dès lors que l'on cherche à rompre avec le conventionnalisme et l'habitude, qui bien souvent conduisent à associer à un produit donné une technique de séchage déterminée, ou lorsque le produit est nouveau, le choix d'un type de sécheur devient rapidement un casse tête pour l'ingénieur procédé. On dénombre sur le marché plus de 400 technologies différentes, dont une centaine sont utilisées communément dans l'industrie. Ces technologies peuvent au mieux être regroupées dans une dizaine de grandes familles. Le présent dossier est consacré à la présentation de ces grandes familles technologiques de sécheurs. Comme la technologie doit être compatible avec la forme du produit à traiter, une classification basée sur la structure du produit à traiter a été retenue. Outre le sécheur lui-même, une installation de séchage comporte un ensemble d'équipements annexes nécessaires au prétraitement du produit pour le rendre compatible avec la technologie choisie, au bon fonctionnement du sécheur et au post-traitement du produit sec et des rejets gazeux. Certains de ces dispositifs annexes visent à garantir la sûreté de fonctionnement de l'installation et de son environnement mais il faut en connaître les risques et les moyens de prévention et de protection. Des grilles d'analyse permettent de repérer les gammes d'équipements susceptibles de répondre aux besoins industriels, pour faciliter la pré-sélection de solutions techniques adaptées.
Ce dossier est la suite de l'ensemble consacré aux aspects théoriques du séchage industriel, constitué de :
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Équipements périphériques
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3. Utilités
Pour vaporiser le liquide imprégnant le produit humide, un apport de chaleur et une évacuation des buées sont indispensables. Les trois modes conventionnels de transfert de chaleur – la convection, la conduction et le rayonnement – peuvent être mis en jeu, seuls ou simultanément. Le chauffage par induction, bien que plus rare, est également utilisé dans les industries textiles et papetières.
Les sécheurs convectifs et par contact utilisent un fluide caloporteur. Dans les sécheurs par contact, ce fluide caloporteur a pour unique fonction le transfert de chaleur, l'agitation (si nécessaire) étant d'origine mécanique et l'évacuation des buées réalisée par balayage à pression atmosphérique ou par aspiration sous vide. Dans les sécheurs convectifs, les vapeurs du liquide vaporisé sont évacuées par le fluide caloporteur, qui, le plus souvent, sert également à agiter le produit comme dans les sécheurs à lit fluidisé ou à le transporter comme dans les sécheurs pneumatiques…
Les sécheurs radiatifs ou par induction utilisent un procédé électrothermique. L'énergie apportée par des ondes électromagnétiques provoquent un échauffement du produit par agitation atomique (chauffage par infrarouge) ou par frottements internes des molécules (chauffage diélectrique). Dans les sécheurs par induction, le champ magnétique variable induit des courants électriques, appelés courants de Foucault, qui entraînent un échauffement du produit par effet Joule.
3.1 Électricité
L'électricité est l'utilité principale dans un atelier de séchage. Outre l'alimentation des équipements annexes (ventilateurs, pompes à vide…), elle est utilisée :
-
pour alimenter les dispositifs d'agitation ;
-
pour chauffer l'air par l'intermédiaire de résistances électriques dans les sécheurs convectifs ;
-
pour induire un champ électromagnétique variable dans le temps (chauffage par induction) ;
-
pour générer des ondes électromagnétiques (chauffage infrarouge, haute fréquence ou micro-ondes).
On distingue les procédés électrothermiques directs (par résistance électrique, induction, haute fréquence ou micro-ondes), dans lesquels le produit parcouru par un courant électrique est le siège du dégagement de chaleur,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MUJUMDAR (A.S.), WU (J.) - Analysis of recent patent literature on drying and dryers. - Drying Technology, 18(4-5), p. 1147-1156 (2000).
-
(2) - COULLOM (D.), DE CARLAN (F.) - Définition et validation des opportunités de développement en France pour l'optimisation énergétique du séchage dans l'industrie. - Rapport final, Étude ADEME/EDF (confidentiel) (2007).
-
(3) - BAKER (C.G.J.), McKENZIE (K.A.) - Energy consumption of industrial spray dryers. - Drying Technology, 23(1-2), p. 365-386 (2005).
-
(4) - MUJUMDAR (A.S.) - An overview of innovation in industrial drying : current status and R&D needs. - Transp. Porous Med., 66(1-2), p. 3-18 (2006).
-
(5) - MUJUMDAR (A.S.) - Handbook of Industrial Drying. - Éd. CRC Press, 3e édition, 1281 p. (2007).
-
(6) - VAN DEVENTER (H.C.) - Industrial...
ANNEXES
1 À lire également dans nos bases
SHAKOURZADEH (K.) - Techniques de fluidisation. - [J 3 390] Opérations unitaires, Génie de la réaction chimique, Fonctions et composants mécaniques.
VASSEUR (J.) - Séchage : principes et calcul d'appareils. Séchage convectif par air chaud - [J 2 451] et [J 2 452] 2008.
VASSEUR (J.) - Séchage : principes et calcul d'appareils. Autres modes de séchage que l'air chaud - [J 2 453] 2008.
Diagrammes de l'air humide basses températures, moyennes températures, hautes températures. - Ann. J 2 451, Ann. J 2 452, Ann. J 2 453, 2008.
MARIN (M.), RENÉ (F.) - Lyophilisation. - [F 3 240] Agroalimentaire.
DESTOOPK (T.) - Manutention pneumatique des produits en vrac. - [AG 7 510] Logistique.
ROUSSY (G.), ROCHAS (J.-F.), OBERLIN (C.) - Chauffage diélectrique. Principes et spécificités. - [D 5 940] Réseaux électriques et applications.
DORY (J.-P.), EVIN (F.), PIRO (M.) - Chauffage par rayonnement infrarouge. - [D 5 930] Réseaux électriques et applications.
NARJOT (R.) - Chauffage à eau chaude sous pression. - [B 2 425] Génie énergétique.
MERIGUET (G.) - Filtration : technologies. - [J 3 510] Opérations unitaires, Génie de la réaction chimique.
LE COQ (L.) - Élimination des particules. - [G 1 710] Environnement.
BONTEMPS (A.), GARRIGUE (A.) - Échangeurs de chaleur : description des échangeurs. - [B 2 341] Génie énergétique.
BRICARD (A.), CHAUDOURNE (S.) - Calodus. - [B 9 545]...
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