LES TECHNIQUES DE SECHAGE

Le Séchage Copyright © 1998-99-2011 _ Guy BUISARD

LE SECHAGE

De la relation entre l'état sec d'une matière hygroscopique ou non et l'humidité relative de l'air qui l'entoure, découle une méthode de séchage qui consiste à faire circuler de l'air à basse hygrométrie relative controlée.
En effet, l'eau contenue dans le produit lui donne une certaine pression qui s'équilibre avec la pression partielle de la vapeur d'eau contenue dans l'air environnant .

Pour sècher un matériaux , il faut donc le mettre en contact avec de l'air ayant une capacité de saturation importante disponible et une pression partielle de vapeur d'eau la plus faible possible pour faciliter la migration de l'eau vers l'extérieur de ce produit et vaincre son pouvoir de rétention.
Pour chaque produit il existe, en fonction d'une température et d'un état de sécheresse donné, une valeur appropriée. L'ensemble de ces valeurs sous une température donnée constituent ce que l'on appelle une Courbe d'équilibre

Exemples : Courbes

Lorsque l'on possède cette courbe il est relativement aisé de réaliser un séchage économique et rationel

Quatre grandes techniques de séchage avec contact avec de l'air sont utilisées:
- Séchage par ventilation de l'air ambiant = "Séchage naturel"
- Séchage par ventilation d'air chauffé = "Séchage par la Chaleur"
- Séchage par ventilation d'air refroidi = "Séchage par le Froid"
- Séchage par ventilation d'air déshydraté= "Séchage par Air sec "

Séchage par ventilation de l'air ambiant = "Séchage naturel" .

Exemple le séchage du linge, du bois, etc.. le principal inconvénient de cette technique est la faible capacité de saturation de l'air ambiant et surtout la faible différence de pression partielle de la vapeur d'eau entre celle de l'air et celle du produit.
Par ailleurs certains produits ne sèchent correctement qu'au delà d'un écart de pression minimal.S'il n'est pas atteint, il faudra attendre de meilleures conditions climatiques ou changer de technique.

Exemple sur diagramme : Séchage naturel

Séchage par ventilation d'air chauffé = "Séchage par la Chaleur" .

Cette technique facile à mettre en oeuvre et de ce fait la plus répandue n'en est pas moins dans de nombreux cas la moins rentable économiquement avec des inconvénients sur les produits qui voient leur température s'élever. On est capable d'augmenter de manière importante la capacité de saturation de l'air ambiant , mais sans changer la pression partielle de la vapeur d'eau de l'air ambiant , seule varie son humidité relative qui permet ainsi le séchage .

Exemple avec de l'air à 20°C et 70% HR chauffé à 39°C donnera 23% HR et une capacité de saturation de l'ordre de 6.5g/kg d'air .

Même remarque pour certains produits qui ne sèchent correctement qu'au delà d'un écart de pression minimal.

Exemple sur diagramme :Séchage par la Chaleur

Séchage par ventilation d'air refroidi = "Séchage par le Froid".

Cette méthode permet de sécher à basse température en améliorant le rendement par rapport aux deux solutions précédentes grace à un écart de pression partielle plus important .
L'air ambiant est généralement refroidi très en dessous de son Point de Rosée, vers 2 à 3°C pour éviter les problèmes de givrage des batteries. La déshumidification par condensation de la vapeur d'eau entre son point de rosée et cette température le laisse dans une situation de saturation à 100%. L'air est incapable dans ces conditions de se charger en eau, il est nécessaire de la réchauffer pour que sa capacité augmente.

Exemple avec de l'air à 20°C et 70% HR refroidi à 4°C puis réchauffé à 20°C donnera 35% HR et une capacité de saturation de l'ordre de 3g/kg d'air et une augmentation de la différence de pression partielle de 1.1KPa .

S'il est possible de descendre en dessous de 0°C pour le refroidissement de l'air grace à des installations frigorifiques à dégrivage automatique, les performances ne sont pas toujours au rendez vous , les valeurs effectives de déshumidification n'étant pas tenues surtout lors des phases de dégivrage automatique .

Exemple sur diagramme :Séchage par le Froid

Séchage par ventilation d'air déshydraté= "Séchage par Air sec ".

Cette méthode permet également de sécher à basse température en améliorant très fortement le rendement par rapport aux trois solutions précédentes grace au plus grand écart de pression partielle .
C'est la technique de déshydratation de l'air qui s'effectue à Enthalpie constante qui permet ces conditions exceptionnelles.
C'est à dire que la déshumification de l'air par adsorption ou sorption, suivant les techniques utilisées, se réalise sans apport d'aucune énergie mais que l'air déshydraté voit sa température s'élever de 15 à 25°C environ suivant les matériel utilisés. Il est quand même nécessaire de régénérer avec de la chaleur les éléments utilisés pour l'adsorption pour travailler en continu .
Cette technique permet de descendre à des températures très basses de point de rosée (de -40 à - 70°C ) puisqu'il n'y a plus de condensation .

Exemple avec de l'air à 20°C et 70% HR déshydraté donnera en sortie de l'air à 39°C et 7% HR et une capacité de saturation de l'ordre de 9g/kg d'air et une augmentation de la différence de pression partielle de 1.5KPa .

Exemple sur diagramme :Séchage par Air Sec

Les trois dernieres techniques peuvent être mixées entre elles pour augmenter leurs performances et le coût d'exploitation .

D'autres informations sont possibles sur demande sur ces techniques de séchage avec des évolutions sur diagramme de Mollier.


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- . - . - . - Dernière MAJ: 07/11/2011