Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
En industrie alimentaire, une étape intermédiaire de concentration par évaporation est souvent nécessaire pour transformer les produits. Il existe plusieurs types d'évaporateurs qui permettent de réaliser une telle opération. Pour une utilisation optimale de ces outils, il est indispensable d'avoir, outre la connaissance des principes physiques de l'évaporation, une bonne maitrise des caractéristiques et du fonctionnement de telles machines. Cet article présente les deux principaux types d'évaporateurs en détaillant leurs caractéristiques et leur principe de fonctionnement. Les principaux modes d'agencement des évaporateurs sont également abordés, ainsi que les économies d'énergie réalisées. Enfin, des cas pratiques dans l'industrie agroalimentaire (lait, jus de fruit, alcool, etc.) sont expliqués afin d'avoir des exemples de choix effectués en fonction des produits utilisés et des contraintes.
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In the food industry, an intermediary stage of concentration by evaporation is often necessary to transform products. Several types of evaporators which allow for achieving such a process. For an optimal use of these tools, the knowledge of the physical principles of evaporation and a sound mastery of the characteristics and operation of such machines are required. This article presents the two main types of evaporators by detailing their characteristics and their operating principles. The major arrangement modes of evaporators are also dealt with, together with the energy savings achieved. To conclude, practical cases in the agrifood sector (milk, fruit juice, alcohol, etc.) are explained in order to provide examples of choices made according to the products used and constraints.
Auteur(s)
-
Martine DECLOUX : Professeur de génie des procédés à AgroParisTech
-
Bernard RÉMOND : Responsable R&D Évaporation - GEA Process Engineering France
INTRODUCTION
La première partie de cet exposé sur l'évaporation Évaporation- Principes généraux[F 3 003] a repris les principes généraux, en particulier la détermination des données utiles à l'écriture des bilans. Cette seconde partie [F 3 004] décrit l'agencement des évaporateurs afin d'économiser l'énergie, la nécessité de prendre en compte le fonctionnement séquentiel des évaporateurs, quelques exemples d'application et, pour conclure, les questions à se poser lorsque l'implantation d'un nouvel évaporateur est envisagée.
Le lecteur se reportera, si nécessaire, au tableau des notations et symboles page 2 de l'article Évaporation- Principes généraux[F 3 003].
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Classification des évaporateurs
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5. Conclusion
Dans le cas où l'installation d'une nouvelle unité de concentration est envisagée dans une usine, il est nécessaire de rassembler les informations qui permettront d'orienter le choix de la solution la plus adaptée.
Il est tout d'abord important de bien connaître les caractéristiques des produits (composition, thermosensibilité, viscosité, masse volumique) et la variation de celles-ci en fonction de la température. La plage de température que peut supporter le produit est un facteur déterminant.
Il faut bien sûr définir le produit principal et les capacités (horaire, journalière) requises en période de pointe dont découle la taille des équipements. Il faut également envisager les marches en sous régime (turn-down ) car elles peuvent conduire à des encrassements par manque de mouillage si non intégrées dès la conception.
Il est important de répertorier les disponibilités en énergie (vapeur, électricité) et eau froide. Ces dernières peuvent orienter le choix vers une solution avec chauffage à la vapeur ou, au contraire, chauffage par compression mécanique de vapeur.
Les contraintes environnementales doivent également être bien précisées car elles peuvent conditionner également le choix du type d'appareil.
Sur ces bases, un prédimensionnement grossier peut être fait pour deux ou trois solutions différentes afin de vérifier qu'elles sont envisageables dans les contraintes fixées ci-dessus. Puis les sociétés d'ingénierie spécialisées dans ce domaine peuvent être consultées et les offres comparées.
Enfin, signalons que, dans le cas d'une augmentation de capacité ou pour des produits où la concentration à atteindre est réduite, le procédé de concentration par osmose inverse peut être considéré.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DECLOUX (M.), RÉMOND (B.) - Évaporation. Agencement des évaporateurs et applications. - Évaporation- Agencement des évaporateurs et applications[F 3 004] Base documentaire «Agroalimentaire» (2009).
-
(2) - VASSEUR (J.) - Séchage : principe de calcul d'appareil. Séchage convectif par air chaud. - [J 2 451], [J 2 452] Base documentaire « Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique » (2009).
-
(3) - ARLABOSSE (P.) - Séchage : aspects pratiques. - [J 2 455] Base documentaire « Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique » (2008).
-
(4) - Diagrammes de l'air humide. - [Ann. J 2 451], [Ann. J 2 452], [Ann. J 2 453] (2009).
ANNEXES
ALI ADIB (T.) - VASSEUR (J.) - Bibliographic analysis of predicting heat transfer coefficients in boiling for applications in designing liquid food evaporators. - Journal of Food Engineering, p. 149-161 (2008).
AUZENET (E.) - CLERC-RENAUD (M.) - Pompes à chaleur. Systèmes à compression de vapeur. - [BE 9 620] Éditions TI, Techniques de l'Ingénieur, base documentaire « Génie énergétique » (2005).
AUZENET (E.) - CLERC-RENAUD (M.) - Pompes à chaleur. Application et systèmes particuliers. - [BE 9 621] Éditions TI, Techniques de l'Ingénieur, base documentaire « Génie énergétique » (2006).
BENAICHE (J.) - Jus d'orange concentré : extraction et conservation. - [F 6 280] Éditions TI, Techniques de l'Ingénieur, base documentaire « Agroalimentaire » (2001).
BERTIN - * - Thermocompresseurs multituyères. Documentation interne.
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