Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Dans l’industrie alimentaire, la transformation des produits est constituée de différentes étapes, dont la concentration par évaporation. Cet article évoque les principes généraux de cette étape, en particulier la détermination des données utiles à l’écriture des bilans, les différents modes de mise en oeuvre, ainsi que les questions à se poser en vue d’une installation. Tout d’abord, sont présentées des données de base sur l’eau, la vapeur d’eau et les solutions. Puis, les circuits des évaporateurs simple effet et auxilaires (à travers l’écriture des bilans, ou encore une estimation du coefficient de transfert de chaleur global) sont décrits. Des données générales sur l’eau bouillante et la vapeur sont données en conclusion.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Martine DECLOUX : Professeur de génie des procédés à AgroParisTech
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Bernard RÉMOND : Responsable R & D Évaporation - GEA Process Engineering France
INTRODUCTION
La transformation des produits alimentaires nécessite fréquemment une étape intermédiaire de concentration par évaporation. Les solutions sont le plus souvent des solutions aqueuses.
La plupart des unités fonctionnent en continu, même si elles sont arrêtées à des fréquences plus ou moins longues pour un nettoyage chimique de quelques heures. La durée de fonctionnement entre deux nettoyages est très différente selon les produits (douze heures pour du lactosérum à trois mois pour du jus sucré de betterave).
Cet article sur l'évaporation en industrie alimentaire a pour objectif de présenter les principes de la concentration par évaporation, d'illustrer les différents modes de mise en œuvre, de traiter des applications en industrie alimentaire et, enfin, de mentionner les questions à se poser en vue de l'installation d'une nouvelle unité.
La première partie [F 3 003] reprend les principes généraux, en particulier la détermination des données utiles à l'écriture des bilans. La seconde partie [F 3 004] décrit la mise en œuvre des évaporateurs, leur agencement afin d'économiser l'énergie et, pour conclure, les questions à se poser lorsque l'implantation d'un nouvel évaporateur est envisagée.
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Données sur l'eau bouillante et sur la vapeur saturante
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2. Évaporateur simple effet et auxiliaires
2.1 Circuits d'un évaporateur simple effet et auxiliaires
On peut représenter de manière schématique les fonctions d'un évaporateur (figure 11).
HAUT DE PAGE2.1.1 Circuit de la vapeur de chauffage
La vapeur de chauffage est introduite dans la partie « chauffe » de l'évaporateur (ici un évaporateur à grimpage). Sa pression ou son débit sont réglés grâce à un détendeur (vanne régulant la pression aval). La vapeur issue de la chaudière étant généralement surchauffée, il est préférable de la désurchauffer (cf. § 1.1.9 et § 2.3.1) avant son introduction dans l'évaporateur.
Du fait de l'écart de température entre la partie vapeur de chauffage et la partie liquide à concentrer, un transfert de chaleur s'opère vers le produit et la vapeur de chauffage se condense. Les condensats sont évacués via des purgeurs ou par une pompe. Les purgeurs ou les pompes doivent être connectés dans la partie basse de la zone de chauffe. Il est important que l'évacuation se fasse correctement, sous peine d'une réduction de la surface disponible au transfert de chaleur. Les condensats, s'ils sont générés par une vapeur issue de la chaudière, peuvent être recyclés vers la chaudière.
Il est important d'éviter toute accumulation de gaz incondensables engendrant une baisse de coefficient de transfert de chaleur (cf. § 2.3)...
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Évaporateur simple effet et auxiliaires
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DECLOUX (M.), RÉMOND (B.) - 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.
BIMBENET (J.-J.), DUQUENOY...
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