Bilan sur les séchoirs
Un séchoir par entraînement, avec son élément de chauffage, est représenté Figure 7.
Les bilans s'écrivent sur la base des débits constants de matière sèche (
) et d'air sec (
).
Les teneurs en eau sont exprimées en kg d'eau/ kg d'air sec pour l'air et en kg d'eau/ kg de matière sèche (MS) pour l'aliment.
Tenant en compte que l'eau que perd le produit est gagnée par l'air, le débit d'eau
(9)
Et si le séchage est isenthalpique :
En réalité, ces bilans sont le plus souvent faussés par :
des entraînements de particules ;
des fuites ou des entrées d'air ;
et surtout des pertes énergétiques par les parois du séchoir et lors de l'échauffement du produit (périodes 0 et 2). Ils constituent néanmoins une bonne base de calcul.
Pour un séchoir par ébullition, on ne conserve que le calcul du débit d'eau à partir du bilan de matière sèche.
Le bilan énergétique est calculé à partir de l'équation théorique
à laquelle il convient d'ajouter la puissance nécessaire à l'échauffement du produit et les diverses pertes.
Consommation énergétique
La Consommation Energétique Massique (CEM) d'un séchoir est définie comme étant la quantité de chaleur (J/kg) à lui fournir pour sécher 1 kg d'eau. Cette grandeur permet de comparer des séchoirs sur une base indépendante du tonnage d'eau évaporée.
Rapport de Consommation Energétique (RCE) est le rapport :
, avec
étant l'énergie latente de vaporisation de l'eau à la température moyenne (
) du produit, pendant le séchage.
Ce rapport permet aussi de déterminer la masse de vapeur nécessaire pour vaporiser 1 kg d'eau, en prenant
à la température à laquelle se condense la vapeur utilisée.
Types d'installation | CEM (KJ / Kg d'eau) | RCE (Kg de vapeur / Kg d'eau) |
Séchoirs par entraînement (sans récupération) | 3300 à 6500 | 1,5 à 3 |
Séchoirs par ébullition (ou entraînement avec récupération) | 2400 à 3300 | 1,1 à 1,5 |
VES* + compression | 160 à 200 | 0,07 à 0,09 |
Evaporateurs à multiples effets | 250 à 1200 | 0,13 à 0,5 |
*VES : Vapeur d'eau surchauffée
Pour améliorer l'efficacité énergétique des séchoirs, on peut :
réduire les pertes par les parois ou les fuites,
saturer l'air sortant au maximum,
utiliser un air à température la plus élevée que possible (sans altérer profondément la qualité du produit),
procéder par chauffages multiples de l'air,
recycler une partie de l'air.
