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RÉSUMÉ
Le séchage est une technique de préservation des produits alimentaires, qui intervient dans un grand nombre de procédés de fabrication. Cet article présente les principes physiques du séchage, avant d'aborder le calcul et le dimensionnement des séchoirs, tant pour la durée de séchage que pour le bilan énergétique. Un exemple de bilan sur une tour de séchage par pulvérisation complète la présentation.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Catherine BONAZZI : Chargée de recherche à l’Institut national de la recherche agronomique (INRA), UMR Génie industriel alimentaire, École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (ENSIA) - Ingénieur et docteur de l’Institut national agronomique de Paris-Grignon (INA – P-G)
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Jean-Jacques BIMBENET : Professeur émérite à l’École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (ENSIA)
INTRODUCTION
Le séchage est l’une des principales techniques de préservation des produits agricoles et alimentaires. C’est par ailleurs un procédé qui intervient dans la fabrication de nombreux produits alimentaires, comme étape à part entière de la transformation ou à titre accessoire (congélation, cuisson, …). La compréhension des phénomènes mis en jeu repose sur une bonne connaissance des équilibres entre l’air et le produit et sur la maîtrise des cinétiques de séchage et de transformation du produit.
Cet article s’attache tout d’abord à rappeler les principes physiques du séchage et les calculs envisageables sur les séchoirs, tant du point de vue des durées de traitement (utiles au dimensionnement des installations) que des bilans énergétiques. Un exemple de bilan sur une tour de séchage par pulvérisation est d’ailleurs détaillé 2.2.3 .
Un second article [F 3 002] décrira ensuite les spécificités des séchoirs utilisés dans les industries agroalimentaires (IAA) et l’incidence du procédé de séchage sur la qualité des produits biologiques. Une dernière partie sera également consacrée à l’étude de cas concrets :
-
le séchage industriel du maïs ;
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le séchage par pulvérisation du lait ;
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le séchage des prunes d’ente, étape clé de la fabrication du pruneau ;
-
et un exemple de séchage par ébullition sur cylindre.
Le séchage des produits alimentaires fait l’objet de deux articles et une documentation :
-
Séchage des produits alimentaires. Principes [F 3 000] ;
-
Séchage des produits alimentaires. Applications et études de cas [F 3 002] ;
-
Séchage des produits alimentaires. Pour en savoir plus [Doc. F 3 003].
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2. Calculs sur les séchoirs
On distingue deux types de calculs :
-
les durées de séchage, qui ne peuvent être appréciées qu’à l’aide de cinétiques de séchage obtenues sur installation pilote et/ou grâce à l’expérience des constructeurs ;
-
les bilans de matière et de chaleur sur le séchoir et les éléments annexes, qui peuvent être calculés avec une précision acceptable et des méthodes relativement simples.
2.1 Cinétiques de séchage
Étant données les très grandes variabilité et diversité des produits alimentaires et biologiques, le meilleur moyen de caractériser le comportement au séchage d’un produit consiste à mesurer expérimentalement sa cinétique de séchage. Dans le cas d’un produit solide séché par entraînement, l’expérience de base consiste à placer le produit en question dans un courant d’air parfaitement maîtrisé (température, humidité, vitesse) et à enregistrer l’évolution de sa masse au cours du temps, par des pesées à intervalles de temps réguliers. D’autres techniques sont envisageables (analyse de l’humidité de l’air sortant notamment) qui ont été décrites et analysées par Kemp et al. .
HAUT DE PAGE
Deux types de courbes permettent de décrire l’évolution du produit au cours du séchage :
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la teneur en eau base sèche moyenne (X) du produit, en fonction du temps (t) – obtenue directement à partir de l’enregistrement de la masse au cours du temps, connaissant la teneur en eau initiale du produit ;
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la...
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Calculs sur les séchoirs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - NADEAU (J.P.), PUIGGALI (J.R.) - Séchage : des processus physiques aux processus industriels - , Lavoisier Tec & Doc, 307 p. (1995).
-
(2) - BIMBENET (J.J.), BUQUENOY (A.), TRYSTRAM (G.) - Génie des procédés alimentaires, des bases aux applications - , Dunod, 545 p. (2002).
-
(3) - ZOGZAS (N.P.), MAROULIS (Z.B.), MARINOS-KOURIS (D.) - Moisture diffusivity methods of experimental determination A review - . Drying technology vol. 12, no 3, p. 483 à 516 (1994).
-
(4) - ZOGZAS (N.P.), MAROULIS (Z.B.) - Effective moisture diffusivity estimation from drying data. A comparision between various methods of analysis - . Drying technology, vol. 14 no 7-8, p. 1543 à 1574 (1996).
-
(5) - KEMP (I.C.), FYHR (B.C.), LAURENT (S.), ROQUES (M.), GROENEWOLD (C.), STOTSAS (E.), SERENO (A.), BONAZZI (C.), BIMBENET (J.J.), KIND (M.) - Methods for processing experimental drying kinetics data - . Drying technology vol. 19 no 1 p. 15 à 34 (2001).
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