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RÉSUMÉ
Choisir un sécheur dans une gamme existante très large est souvent un casse-tête. Comme la technologie doit être compatible avec la forme du produit à traiter, une classification basée sur la structure du produit à traiter a été retenue. Une installation de séchage comporte aussi des équipements annexes pour le prétraitement du produit, le bon fonctionnement du sécheur et le post-traitement du produit et des rejets. Certains de ces dispositifs garantissent la sûreté de fonctionnement de l'installation et de son environnement.
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Patricia ARLABOSSE : Ingénieur IUSTI, spécialité Systèmes énergétiques et transferts thermiques - Docteur en Mécanique énergétique - Maître-Assistante à l'École des Mines d'Albi Carmaux ENSTIMAC - Chercheur au Centre RAPSODEE (UMR CNRS 2392)
INTRODUCTION
Dès lors que l'on cherche à rompre avec le conventionnalisme et l'habitude, qui bien souvent conduisent à associer à un produit donné une technique de séchage déterminée, ou lorsque le produit est nouveau, le choix d'un type de sécheur devient rapidement un casse tête pour l'ingénieur procédé. On dénombre sur le marché plus de 400 technologies différentes, dont une centaine sont utilisées communément dans l'industrie. Ces technologies peuvent au mieux être regroupées dans une dizaine de grandes familles. Le présent dossier est consacré à la présentation de ces grandes familles technologiques de sécheurs. Comme la technologie doit être compatible avec la forme du produit à traiter, une classification basée sur la structure du produit à traiter a été retenue. Outre le sécheur lui-même, une installation de séchage comporte un ensemble d'équipements annexes nécessaires au prétraitement du produit pour le rendre compatible avec la technologie choisie, au bon fonctionnement du sécheur et au post-traitement du produit sec et des rejets gazeux. Certains de ces dispositifs annexes visent à garantir la sûreté de fonctionnement de l'installation et de son environnement mais il faut en connaître les risques et les moyens de prévention et de protection. Des grilles d'analyse permettent de repérer les gammes d'équipements susceptibles de répondre aux besoins industriels, pour faciliter la pré-sélection de solutions techniques adaptées.
Ce dossier est la suite de l'ensemble consacré aux aspects théoriques du séchage industriel, constitué de :
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Grandes familles technologiques de sécheursArticle inclus dans l'offre
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1. Choix d'un procédé de séchage
Le séchage est une opération de séparation thermique consistant à retirer tout ou une partie d'un liquide imprégnant un corps dit « humide » par vaporisation de ce solvant. Le produit final est un solide, qualifié de « sec » même s'il contient une humidité résiduelle.
1.1 Méthodologie
Pour une application donnée, le procédé de séchage doit permettre de vaporiser la quantité souhaitée de liquide dans un temps acceptable, de transformer voire de transporter le matériau humide pour produire un produit sec de qualité acceptable dans un équipement de taille et de coût appropriés, en toute sécurité et avec un minimum d'impacts sur l'environnement. Le choix d'un procédé de séchage résulte d'un processus itératif, qui repose sur :
-
la définition des besoins et des contraintes ;
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une présélection de technologies possibles ;
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éventuellement la définition et la conduite d'essais pour écarter certaines pistes ;
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la construction d'un schéma bloc du procédé, outil le plus pratique pour analyser et concevoir une voie d'accès en phase d'industrialisation. Ce schéma permet de visualiser l'enchaînement des opérations essentielles et la circulation des flux de matière ;
-
une évaluation économique basée non seulement sur les coûts d'investissement et de fonctionnement, dont le coût des utilités thermiques et électriques, mais également de facteurs moins facilement quantifiables comme l'agrément, la sécurité et la simplicité de conduite ;
-
la réalisation d'essais à l'échelle pilote, la plupart des équipementiers disposant de plates-formes pilotes ;
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le choix de la technologie la plus appropriée, plusieurs solutions pouvant s'avérer techniquement et économiquement viables ;
-
l'établissement du schéma de procédé, qui est utilisé comme support pour l'implantation et le dimensionnement des appareils, l'estimation des investissements ou encore pour former le personnel d'exploitation.
1.2 Innovations
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Choix d'un procédé de séchage
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MUJUMDAR (A.S.), WU (J.) - Analysis of recent patent literature on drying and dryers. - Drying Technology, 18(4-5), p. 1147-1156 (2000).
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(2) - COULLOM (D.), DE CARLAN (F.) - Définition et validation des opportunités de développement en France pour l'optimisation énergétique du séchage dans l'industrie. - Rapport final, Étude ADEME/EDF (confidentiel) (2007).
-
(3) - BAKER (C.G.J.), McKENZIE (K.A.) - Energy consumption of industrial spray dryers. - Drying Technology, 23(1-2), p. 365-386 (2005).
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(5) - MUJUMDAR (A.S.) - Handbook of Industrial Drying. - Éd. CRC Press, 3e édition, 1281 p. (2007).
-
(6) - VAN DEVENTER (H.C.) - Industrial...
ANNEXES
1 À lire également dans nos bases
SHAKOURZADEH (K.) - Techniques de fluidisation. - [J 3 390] Opérations unitaires, Génie de la réaction chimique, Fonctions et composants mécaniques.
VASSEUR (J.) - Séchage : principes et calcul d'appareils. Séchage convectif par air chaud - [J 2 451] et [J 2 452] 2008.
VASSEUR (J.) - Séchage : principes et calcul d'appareils. Autres modes de séchage que l'air chaud - [J 2 453] 2008.
Diagrammes de l'air humide basses températures, moyennes températures, hautes températures. - Ann. J 2 451, Ann. J 2 452, Ann. J 2 453, 2008.
MARIN (M.), RENÉ (F.) - Lyophilisation. - [F 3 240] Agroalimentaire.
DESTOOPK (T.) - Manutention pneumatique des produits en vrac. - [AG 7 510] Logistique.
ROUSSY (G.), ROCHAS (J.-F.), OBERLIN (C.) - Chauffage diélectrique. Principes et spécificités. - [D 5 940] Réseaux électriques et applications.
DORY (J.-P.), EVIN (F.), PIRO (M.) - Chauffage par rayonnement infrarouge. - [D 5 930] Réseaux électriques et applications.
NARJOT (R.) - Chauffage à eau chaude sous pression. - [B 2 425] Génie énergétique.
MERIGUET (G.) - Filtration : technologies. - [J 3 510] Opérations unitaires, Génie de la réaction chimique.
LE COQ (L.) - Élimination des particules. - [G 1 710] Environnement.
BONTEMPS (A.), GARRIGUE (A.) - Échangeurs de chaleur : description des échangeurs. - [B 2 341] Génie énergétique.
BRICARD (A.), CHAUDOURNE (S.) - Calodus. - [B 9 545]...
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