Séchage, résumé de cours

• Généralités sur le séchage:
• Définitions relatives au solide: liquide d'hydratation, de constitution, humidité H (ou X)
• Définitions relatives au gaz de séchage: humidité absolue Y, humidité à saturation Y_sat(T), humidité relative ε=P_H2O/P°_H2O, degré de saturation σ=Y/Y_sat(T), point de rosée ou température de rosée Tr, température sèche et température humide,
• Chaleur massique de l'air humide Cp_air+Y×Cp_eau, avec Cp_air=1.01 kJ.kg^-1.°C^-1, et Cp_eau=1.92 kJ.kg^-1.°C^-1.
• Enthalpie de l'air humide à la température θ, h(θ)=Cp_air×θ+Y×[Cp_eau×θ+Lv_eau(0°C)] avec Lv_eau(0°)=2494 kJ.kg^-1.
• Méthodes de séchage et technologie d'appareillages: séchage par convection, conduction, rayonnement, atomisation,
• Diagramme de l'air humide, diagramme psychrométrique
• Schémas de principes et équations de bilan matière et énergie,
• Lyophilisation: solidification (congélation), suivie d'une sublimation sous vide.

Notations et bilans matières en séchage par convection

Pour les exercices de séchage, il est utile de prendre des notations spécifiques pour le débit de solide sec et le débit d'air sec, car ces deux phases sortent séparées (les bilans solide et air seront ainsi implicitement résolus), et les humidité sont des rapports massiques.

• M: débit de solide sec,
• Xe, Xs: humidité du solide à l'entrée, à la sortie, c'est à dire rapport massique eau/solide sec,
• V: débit d'air sec,
• Ye, Y'e, Ys: humidité absolue de l'air à l'entrée du préchauffeur, à la sortie du préchauffeur, à la sortie du séchoir,
• Bilan solide et air sec: M=M et V=V, inutile avec les notations choisies,
• Bilans eau: M×Xe+V×Ye=M×Xs+V×Ys
• Bilan global: M×(1+Xe)+V×(1+Ye)=M×(1+Xs)+V×(1+Ys)
• Eau cédée par la phase solide, captée par la phase gaz: M×(Xe-Xs) cédé, V×(Ys-Ye) captée,

Diagramme de l'air humide

Diagramme psychrométrique