le sechage dans les industries agricoles et alimentaires - Cours

UNIVERSITE CADI AYYAD 2011- 2012
FACULTE DES SCIENCES & TECHNIQUES
MARRAKECH-GUELIZ Air Humide et séchage
ISA2 Exercice 1 :
Quelle est l'humidité relative de l'acétone (C3H6O) dans l'azote à
40°C quand l'humidité absolue est égale à 1 kg/kg et la pression totale est
de 110 kPa ?
On donne : Psat = 55,5 kPa
Exercice 2 :
3 m3 d'air humide à 20°C et d'une humidité relative de 55% sont mélangés
avec 2 m3 d'air humide à 36°C et d'une humidité relative de 45%.
Calculer la composition du mélange (teneur en eau, enthalpie) ainsi que les
autres caractéristiques thermophysiques (T, Th, Tr et [pic]) ?
Exercice 3 :
Deux opérations de séchage sont à comparer.
Dans la première méthode, l'air quitte le séchoir à 110 °C et à une
température de rosée 60°C.
Dans la seconde méthode, on traite 20% de moins d'air mais sa température
de sortie est de 120 °C et sa température de rosée est maintenue à 60°C.
Laquelle des deux méthodes nécessite une demande minimale en énergie
? Justifier votre réponse et évaluer le gain en énergie.
Les conditions de l'air ambiant sont :
- Température 15 °C
- Humidité absolue 8,8 g/kg A.S.
- Pression atmosphérique
- Le séchoir fonctionne d'une façon isenthalpique.
Exercice 4 :
Un produit alimentaire granuleux d'humidité initiale Xi = 0,3 kg/kg
M.S. est séché jusqu'à Xf=0,03 kg eau /kg M.S. dans un lit fluidisé de
section droite S = 1,96 10-2 m2 pendant 1 heure. La vitesse apparente de
fluidisation est um = 5 m/s. La masse initiale totale de solide est 21 kg,
la température d'entrée de l'air dans le séchoir et son humidité absolue
sont respectivement TE = 60°C et xE= 4 g eau /kg A.S.
L'air ambiant est à 20°C et le séchoir fonctionne d'une façon
isenthalpique.
Déterminer :
- le débit d'eau évaporée,
- les caractéristiques de l'air à la sortie ( xS , TS et [pic]S
),
- l'enthalpie à fournir au préchauffeur Qpr ,
- le rapport de consommation énergétique R.C.E.
On donne : [pic]air = 1,14 kg/m3 [pic]hv = 2440 kJ/kg
Exercice 5 :
On se propose de sécher un produit en utilisant de l'air
atmosphérique (T0 = 20°C, [pic]0 = 60%) chauffé à T1= 42°C à l'aide d'un
préchauffeur. L'air à la sortie du séchoir a les caractéristiques
suivantes : T2 = 30°C, [pic]2 = 40%.
Sachant que la puissance d'évaporation P.E. = 26,6 kg/h et que la vitesse
de l'air à l'entrée du séchoir est égale à va = 0,5 m/s; déterminer:
a) l'humidité relative de l'air à l'entrée du séchoir ([pic]1 ),
b) le débit d'air sec nécessaire (ma),
c) la consommation thermique massique (C.T.M.),
d) le rapport de consommation énergétique (R.C.E.), ( [pic]hv =
2487 kJ/kg),
e) la section transversale du séchoir.
Exercice 6 :
Un séchoir rotatif à contre courant non calorifugé, schématisé ci-
dessous est utilisé pour sécher les cristaux de sucre d'une humidité de
0,05 kg/kg MS à une teneur en eau égale à 0,002 kg/kg MS. Le débit du
solide sec (mS) est 0,3 kg/s.
Exercice 7:
On doit sécher par heure 1000 kg de produit humide depuis [pic]E =50%
jusqu'à [pic]S=5%.
Etat de l'air frais : [pic]E =20°C [pic]E =100%
Etat de l'air de sortie : xS =28,5 g eau/kg A.S. [pic]S =30%
Pendant toute la période de séchage, on a affaire à une évaporation
superficielle pure (1ère phase de séchage). Le séchage est isenthalpe.
Déterminer :
1°/ La température de l'air à l'entrée du séchoir.
2°/ La température de surface du produit.
3°/ Le débit d'air sec.
4)/ La consommation thermique massique.
5°/ Le rapport de consommation thermique.
On donne : [pic]hv =580 kcal/kg