Le Séchage

Bilan sur les séchoirs

Un séchoir par entraînement, avec son élément de chauffage, est représenté Figure 7.

Figure 7 : Transfert entre l'air et la surface du produit

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.

Le Tableau 3 donne des ordres de grandeur des valeurs de CEM et de RCE en fonction des modes de séchage.

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.

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