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Évaporation - Principes généraux

Article de référence | Réf : F3004 v1

Évaporation - Agencement des évaporateurs et applications

Auteur(s) : Martine DECLOUX, Bernard RÉMOND

Date de publication : 10 juin 2009

Relu et validé le 05 déc. 2017

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RÉSUMÉ

En industrie alimentaire, une étape intermédiaire de concentration par évaporation est souvent nécessaire pour transformer les produits. Il existe plusieurs types d'évaporateurs qui permettent de réaliser une telle opération. Pour une utilisation optimale de ces outils, il est indispensable d'avoir, outre la connaissance des principes physiques de l'évaporation, une bonne maitrise des caractéristiques et du fonctionnement de telles machines. Cet article présente les deux principaux types d'évaporateurs en détaillant leurs caractéristiques et leur principe de fonctionnement. Les principaux modes d'agencement des évaporateurs sont également abordés, ainsi que les économies d'énergie réalisées. Enfin, des cas pratiques dans l'industrie agroalimentaire (lait, jus de fruit, alcool, etc.) sont expliqués afin d'avoir des exemples de choix effectués en fonction des produits utilisés et des contraintes.

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ABSTRACT

Evaporation

In the food industry, an intermediary stage of concentration by evaporation is often necessary to transform products. Several types of evaporators which allow for achieving such a process. For an optimal use of these tools, the knowledge of the physical principles of evaporation and a sound mastery of the characteristics and operation of such machines are required. This article presents the two main types of evaporators by detailing their characteristics and their operating principles. The major arrangement modes of evaporators are also dealt with, together with the energy savings achieved. To conclude, practical cases in the agrifood sector (milk, fruit juice, alcohol, etc.) are explained in order to provide examples of choices made according to the products used and constraints.

Auteur(s)

Martine DECLOUX : Professeur de génie des procédés à AgroParisTech
Bernard RÉMOND : Responsable R&D Évaporation - GEA Process Engineering France

INTRODUCTION

La première partie de cet exposé sur l'évaporation Évaporation- Principes généraux [F 3 003] a repris les principes généraux, en particulier la détermination des données utiles à l'écriture des bilans. Cette seconde partie [F 3 004] décrit l'agencement des évaporateurs afin d'économiser l'énergie, la nécessité de prendre en compte le fonctionnement séquentiel des évaporateurs, quelques exemples d'application et, pour conclure, les questions à se poser lorsque l'implantation d'un nouvel évaporateur est envisagée.

Le lecteur se reportera, si nécessaire, au tableau des notations et symboles page 2 de l'article Évaporation- Principes généraux [F 3 003].

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - DECLOUX (M.), RÉMOND (B.) - Évaporation. Agencement des évaporateurs et applications. - 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

1 Sources bibliographiques
2 Norme et standard
1. 2.1 Association française de normalisation AFNOR
3 Support numérique
4 Sites Internet
5 Réglementation
6 Annuaire
1. 6.1 Principaux fournisseurs d'évaporateurs

1 Sources bibliographiques

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.

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CLASSIFICATION DES ÉVAPORATEURS

1.1 - Évaporateurs avec ébullition du liquide dans la zone d'échange
1.2 - Évaporateurs sans ébullition du liquide dans la zone d'échange

2 - AGENCEMENT DES ÉVAPORATEURS ET ÉCONOMIE D'ÉNERGIE

2.1 - Évaporateurs multiple effet
2.2 - Évaporateurs avec thermocompression ou éjectocompression
2.3 - Évaporateur avec compression mécanique de vapeur (CMV)
2.4 - Combinaison thermocompression et compression mécanique de vapeur

3 - PRISE EN COMPTE DU FONCTIONNEMENT SÉQUENTIEL D'UN ÉVAPORATEUR

3.1 - Nécessité de considérer le cycle de production dans la conception de l'évaporateur
3.2 - Conséquence de l'encrassement
3.3 - Natures différentes d'encrassement selon les produits
3.4 - Maintien de l'état sanitaire du produit
3.5 - Intégration des contraintes de prétraitement et post-traitement

4 - APPLICATIONS DANS L'INDUSTRIE ALIMENTAIRE

4.1 - Industrie des sucres et de l'alcool
4.2 - Industrie laitière
4.3 - Industrie des jus de fruit avec récupération des arômes

5 - CONCLUSION

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