Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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François GOMEZ : Maître de conférences - Département génie des procédés de l'Université de technologies de Compiègne
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Khashayar SALEH : Professeur des universités - Département génie des procédés de l'Université de technologies de Compiègne
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Lire l’articleINTRODUCTION
L'obtention de produits solides à partir d'un procédé de séchage par pulvérisation (ou atomisation) est connue depuis le XIX e siècle. Initialement utilisé pour sécher de l'œuf et concentrer des jus, le procédé s'est développé de manière significative dans les années 1920 dans les industries du lait et des lessives. De par sa grande flexibilité, il est maintenant appliqué à de nombreux produits tant en agro-industrie que dans le domaine pharmaceutique ou cosmétique, ou encore pour la préparation de pigments ou de charges minérales.
Le séchage par pulvérisation consiste en l'obtention d'un solide divisé, par la mise en contact d'un gaz chaud et d'un fluide dispersé sous forme de fines gouttelettes. En jouant sur les paramètres opératoires, il est possible de contrôler différentes propriétés du produit fini telles que la taille, la forme des particules solides ou encore sa solubilité via la présence de porosité.
Nous présentons, dans ce premier dossier [J 2 256], les principes fondamentaux sur lesquels est basé le séchage par pulvérisation. Ceux-ci concernent la formation et la caractérisation du spray puis l'aspect thermodynamique avec les bilans de masse et de chaleur et, enfin, l'aspect cinétique avec le séchage des gouttelettes et les notions associées au dimensionnement des dispositifs de séchage par atomisation.
Dans un deuxième dossier [J 2 257], nous abordons l'aspect technologique du procédé de séchage par pulvérisation, passant en revue les étapes de pulvérisation, de dispersion du gaz, de récupération du solide, ainsi que les éléments liés à la sécurité du procédé. Nous y donnons également des exemples concrets d'utilisation de ce procédé à partir d'applications réelles.
Nous renvoyons également le lecteur aux dossiers [J 2 251] et [J 2 252] dans lesquels sont présentées les notions de base associées à la rhéologie des poudres.
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Conclusion
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4. Calcul et dimensionnement d'une unité de séchage par pulvérisation
Le dimensionnement d'une enceinte de séchage doit être réalisé en fixant un certain nombre de paramètres (débit de production de solide, température de l'air de séchage…). Sur le plan du procédé, la tâche de l'ingénieur consiste :
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à choisir le type de système de pulvérisation ;
-
à déterminer les conditions opératoires et les besoins énergétiques de l'opération ;
-
ainsi qu'à dimensionner la chambre de séchage pour obtenir un produit de granulométrie désirée, de densité homogène et ayant une forme régulière.
Le volume de l'installation et le régime de fonctionnement choisis doivent être en adéquation avec des facteurs qui influencent la cinétique de séchage : la nature des produits à sécher, l'importance de l'eau liée présente dans les produits et les propriétés granulométriques des gouttelettes produites lors de la pulvérisation. L'équilibre thermodynamique du système étudié doit permettre le changement de phases de l'eau présente dans le fluide pulvérisé. Les quantités de chaleur échangées et donc les différents débits de fluides (mélange liquide à sécher, gaz de séchage) sont liés par le premier principe de la thermodynamique. Leur détermination est obtenue par l'application de ce principe pour un fonctionnement donné du procédé.
4.1 Calculs thermodynamiques
4.1.1 Bilans de matière et de chaleur
Le calcul thermodynamique d'une unité de séchage par pulvérisation fait donc appel aux bilans de matière et de chaleur réalisés sur cette opération mettant en jeu des fluides en écoulement. Commençons par définir le volume de contrôle qui enferme le système étudié. Celui-ci, présenté sur la figure 20, comprend l'ensemble de l'enceinte de séchage, y compris le dispositif de récupération des solides.
Nous supposons, ici, que la température du cyclone de récupération des solides est identique à celle de sortie de l'enceinte de séchage.
Deux...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MASTERS (K.) - Spray drying handbook. - 5th ed., Longman Scientific and Technical (1991).
-
(2) - MARSHALL (W.R.) - Atomization and spray drying. - American Institute of Chemical Engineering, New York (1954).
-
(3) - SOUGNEZ (M.) - L'évolution du procédé de séchage par atomisation. - INFOVRAC, juin-juill. 2001.
-
(4) - DE GENNES (P.-G.), BROCHARD-WYART (F.), QUÉRÉ (D.) - Gouttes, bulles, perles et ondes. - Éd. Belin (2005).
-
(5) - GUYON (E.), HULIN (J-P.), PETIT (L.) - Ce que disent les fluides. - Éd. Belin (2005).
-
(6) - PLATEAU (J.) - Statique expérimentale et théorique des liquides soumis aux seules forces moléculaires. - Gauthier-Villars (1873).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Atomisation, pulvérisation et aérosols – Instrumentation.
-
Atomisation, pulvérisation et aérosols – Théorie et modèles.
-
Caractérisation et analyse des poudres. Propriétés physiques des solides divisés.
-
Caractérisation et analyse des poudres. Propriétés comportementales des solides divisés.
ANNEXES
DIMCLIM http://www.dimclim.fr
Hands Down Software http://www.handsdownsoftware.com
CD-adapco http://www.cd-adapco.com
HAUT DE PAGE
Science et Technologie des Poudres Type : colloque Périodicité : trois ans Prochaine occurrence : 4-6 juillet 2012 / Toulouse
International Drying Symposium Type : colloque Périodicité : tous les deux ans Prochaine occurrence : 11-15 November 2012 ; Xiamen City-Chine
Congrès de la Société Française du Génie des Procédés (SFGP) Type : congrès Périodicité : tous les deux ans Prochaine occurrence : 2013 Lyon
International Granulation Workshop Type : atelier + colloque Périodicité : 2 ans (Organisé par l'Université de Sheffield-Angleterre) Prochaine occurrence : 22-24 juin 2013 / Sheffield
World Congress on Particle Technology Type : congrès Périodicité : 4 ans Prochaine occurrence : 19-22 mai 2014 / Beijing-Chine
International Congress on Particle Technology (PARTEC)...
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