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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU FACULTE DE GENIE DE LA CONSTRUCTION DEPARTEMENT DE GENIE-MECANIQUE Etude et réalisation d’un four à grignons d’olives Travail Proposé par : Réalisé par : MR.MAKHLOUF MR.SAGHI YACINE MR.HENNOUS SAÏD En vue de l’obtention du diplôme de master en génie mécanique Option : Froid Chauffage et Climatisation Nomenclature Caractères latins Caractères Signification Unités m Masse Kg T Température °C v vitesse de séchage kg d’eau / kg Ms .h X teneur en eau / A et K Constantes propres aux produits ̇ Débit kg/s ̇ Quantité de chaleur J La densité de flux d’évaporation / . V volume de la tranche La masse volumique de la matière sèche kg/m³ A Surface d’échange par unité de longueur γ Coefficient d’échange thermique Ce la chaleur massique de l’eau kJ/kg.K Chaleur latente de vaporisation J/kg Différence de température °C Humidité absolue de l’air saturé g/m³ LUT longueur d’unité de transfert NUT nombre d’unité de transfert Capacité calorifique massique à pression constante de l'air asséchant J / kg, K r L’humidité absolue ′ / ′ Qap chaleur d'appoint E l'efficacité thermique du séchoir Qrc chaleur recyclée (recyclage de l'air asséchant) puissance électrique chaleur d'appoint Ss La surface spécifique /g P La porosité da la densité apparente kg/ Nomenclature Abréviations et indices Signification Pa Paraffine MS Matière sèche MCP Matériau à changement de phase CAG Charbon actif en grain CAE Charbon actif extrudé CAP Charbon actif en poudre CU Coefficient d’uniformité PCI Pouvoir Calorifique Inférieur VF Le débit volumique des fumées TF(t) La température des fumées à l'instant t Liste des figures Chapitre I Numéro de pages Figure. I.1 Grignon d’olives 3 Figure. I.2 système d’extraction discontinu 5 Figure. I.3 système d’extraction continu 6 Figure I.4 Structure chimique de la cellulose (Jean-Blain, 2002) 7 Figure I.5 Structure chimique du xylan (A) et glucomannane (B) 8 Figure I.6 Structures de la lignine 9 Figure I.7 Principaux constituants de la lignine 9 Chapitre II Figure II.1 transfert de masse 12 Figure II.2 transfert d’énergie thermique 12 Figure II.3 Allure de séchage en fonction du temps 14 Figure II.4 Transfert entre l’air et la surface du produit 16 Figure II.5 diagramme de l’air humide 18 Figure II.6 diagramme de l’air humide 22 Chapitre III Figure III.1 Graphite (à gauche) et diamant (à droite), les deux allotropes du carbone les plus connus 28 Figure III.2 charbon actif 28 Figure III.3 Structure du charbon actif vu sous un Microscope électronique 28 Figure III.4 Charbon actif granulaire 29 Liste des figures Figure III.5 Charbon actif Extrudé 29 Figure III.6 Charbon actif en poudre. 30 Figure III.7 Structure des pores du charbon actif 30 Figure III.8 courbe de granulimétrie 33 Figure III.9 Illustration du phénomènes de sorption : Adsorption 35 Figure III.10 Étapes de transfert d’un soluté lors de son adsorption 40 Figure III.11 Représentation de la surface interne et externe d'un matériauPoreux (adsorbant). 41 Chapitre IV Figure IV.1 vue réelle du four à grignon 49 Figure IV.2 chambre de combustion 50 Figure IV.3 isolation des autres parties de la chambre de combustion 51 Figure IV.4 ossature métallique du four 52 Figure IV.5 disposition des supports claies(rails) 52 Figure IV.6 cheminée avant isolation 53 Figure IV.7 cheminée après isolation 53 Figure IV.8 sciure de bois en poudre 54 Figure IV.9 fibre de cellulose 55 Figure IV.10 cire d’abeilles 55 Figure IV.11 moulin à café électrique 57 Figure IV.12 carton broyé (≥5mm) 57 Figure IV.13 les matériaux du composite 59 Figure IV.14 pesés des trois matériaux 59 Figure IV.15 chauffage du MCP au bain marie 60 Figure IV.16 produit final après le mélange des Trois composants 60 Figure IV.17 compression du produit 60 Figure IV.18 buchette en sciure de bois 60 Figure IV.19 tamisage du grignon d’Olive 61 Liste des figures Figure IV.18 Buchette en sciure de bois 56 Figure IV.19 Tamisage du grignon d’olive 57 Figure IV.20 Poudre de grignon d’olive 57 Figure IV.21 Cire d’abeilles sous forme liquide 58 Figure IV.22 broyage du grignon 60 Figure IV.23 tamisage du grignon 60 Liste des tableaux Tableau I.1 Les différents composants du grignon d’olive (Sansoucy, 1981) 7 Tableau III.1 Différences entre physisorption et chimisorption 36 Tableau.III.2 les différents types d’adsorbants 39 Tableau III.3 Surfaces spécifiques de quelques matériaux adsorbants 41 Tableau III.4 les différentes matières premières pour préparer le charbon actif 44 Tableau IV.1 propriétés physique et chimique de la sciure de bois en poudre 56 Tableau IV.2 propriétés de fibres de cellulose 56 Tableau IV.3 propriétés de la cire d’abeille 58 Tableau IV.4 quelques détails des grignons d’olives 61 TableauV.1 Quelques détails sur la cire d’abeilles 65 TableauV.2 La composition chimique de la cire d’abeille 66 TableauV.3 Tableau comparatif des pouvoirs calorifique 67 CHAPITRE I GENERALITEES SUR LES GRIGNON D’OLIVE I.1. Introduction ………………………………………………………………………………..1 I.2 Présentation du produit à sécher (grignon d’olives) ……………………….. ....................... 3 . I.2.1types de grignon d’olives .................................................................................................... 4 I.2.2 le grignon brut .................................................................................................................... 4 I.2.3 le grignon épuisé ................................................................................................................ 4 I.2.4 le grignon partiellement dénoyauté..................................................................................... 4 I.3.1 Procédé en discontinu (système à presse ou traditionnel) ................................................. 4 I.3.2 Procédé en continu (système à centrifugation) .................................................................. 5 I.3 Valorisation du grignon d’olives ........................................................................................... 6 I.3.1 Caractéristiques de grignon d’olive ................................................................................... 6 I.3.1.1 Caractéristiques physique du grignon d’olive ................................................................. 6 I.3.2Caractéristiques chimiques du grignon d’olive ................................................................... 7 I.4 Conclusion partielle .............................................................................................................. 10 CHAPITRE II ETUDE THEORIQUE ET PARAMETRES DU PROCESSUS DE SECHAGE II.1 Définition De Séchage ........................................................................................................ 12 II.2 Principe De Séchage ........................................................................................................... 12 II.2.1 Étapes De Séchage ........................................................................................................... 13 II.2.2 Paramètres De Séchage ................................................................................................... 13 II.2.2.1 Vitesse De Séchage ..................................................................................................... 13 II.2.2.2 Illustration .................................................................................................................... 13 II.3 Courbe De Séchage ............................................................................................................ 14 II.4 Calcules Sur Le Séchoir ..................................................................................................... 15 II.4.1 Bilan Sur Le Séchoir ........................................................................................................ 15 II.4.2 Bilan Massique ................................................................................................................ 15 II.4.3 Bilan Énergétique ............................................................................................................ 17 II.4.4 Organigramme De Calcul ................................................................................................ 17 II.4.4.1 La Matière Sèche .......................................................................................................... 17 II.4.4.2 Débit Horaire Massique De La Matière Sèche ............................................................. 17 II.4.4.3 Humidité Absolue Initiale Du Produit .......................................................................... 17 II.4.4.4 Humidité Absolue Finale Du Produit ........................................................................... 18 II.5 Débit Horaire Du Produit Séché ......................................................................................... 18 II.6 Débit Horaire D’eau Évaporée ........................................................................................... 19 II.7 Débit Horaire D’air Sec Rentrant ........................................................................................ 19 II.8 Débit Horaire D’air Humide Rentrant ................................................................................. 19 II.9 Durée De Séchage ............................................................................................................... 19 II.9.1 Définition ......................................................................................................................... 19 II.9.2 Illustration ........................................................................................................................ 19 II.9.3 Longueur De Séchage ...................................................................................................... 21 II.9.4 Bilan Thermique............................................................................................................... 21 II.10 Efficacité Energétique Et Environnementale D’un Séchoir Destiné Au Séchage De Grignon D’olives De Type Tunnel............................................................................................. 22 II.10.1 Etude Energétique .......................................................................................................... 22 II.10.2 Chaleur D’évaporation ................................................................................................... 22 II.10.3 Chaleur De Séchage........................................................................................................ 23 II.10.4 Chaleur Totale Consommée … ...................................................................................... 23 II.10.5 Chaleur Rejetée Dans L'ambiance.................................................................................. 24 II.10.6 Chaleur Recyclée ........................................................................................................... 24 II.10.7 Chaleur D’appoint ......................................................................................................... 25 II.10.8 Etude environnementale ................................................................................................. 25 CHAPITRE III LE CHARBON ACTIF III.1 Définition .......................................................................................................................... 27 III.2 Les Différentes formes Du Charbon Actif ........................................................................ 28 III.2.1 Charbon Actif En Grain (Cag) ....................................................................................... 28 III.2.2 Charbon Actif Extrude (Eac) .......................................................................................... 29 III.2.3 Charbon Actif En Poudre (Cap) ..................................................................................... 29 III.3 Caractéristiques Du Charbon Actif ................................................................................... 30 III.3.1 Volume Poreux Et Taille Des Pores ............................................................................... 30 III.3.2 Caractéristiques Physiques ............................................................................................. 31 III.3.3 Caractéristiques Chimique ............................................................................................. 34 III.4 L’adsorption Et L’adsorbant ............................................................................................. 34 III.4.1historique ......................................................................................................................... 34 III.4.2 Phénomène D’adsorption ............................................................................................... 34 III.4.3 Types D’adsorption ........................................................................................................ 36 III.4.3.1 Adsorption Physique (Physisorption) .......................................................................... 36 III.4.3.2 Adsorption Chimique (Chimisorption.......................................................................... 36 III.4.4 La Différence Entre Physisorption Et Chimisorption .................................................... 36 III.4. 5 LA FORCE DE Van Der Waals .................................................................................... 37 III.4.4 L’adsorbants ................................................................................................................... 37 III.5 Les Fifferents Types D’adsorbants ................................................................................... 38 III.5 La Cinétique D’adsorption ................................................................................................ 39 III.5 La Surface Spécifique ....................................................................................................... 40 III.4.4 La Densité Apparente ..................................................................................................... 42 III.5 Préparation Du Charbon Actif .......................................................................................... 42 III.5.1 Activation Du Charbon Actif ......................................................................................... 42 III.6 Le Pouvoir Calorifique ..................................................................................................... 43 III.6.1 Definition ....................................................................................................................... 43 III.6.2 Le Pouvoir Calorifique Supérieur .................................................................................. 43 III.6.3 Le Pouvoir Calorifique Inférieur .................................................................................... 44 III.6.4 Formulation Mathématique Du Principe De Détermination Du PCI ............................. 44 III.6.4.1 Bilan Energétique ........................................................................................................ 44 III.6.4.2 Expressions Mathématiques Des Echanges De Chaleur .............................................. 45 CHAPITRE IV MATERIELS ET METHODES IV.1 Introduction ....................................................................................................................... 49 IV.2 Conception Et Dimensionnement Du Four ....................................................................... 50 IV.2.1 Les Eléments Constitutif Du Four ................................................................................. 50 IV.3 Elaboration Du Combustible ............................................................................................. 54 IV.3.1 Préparation Du Combustible .......................................................................................... 54 IV.4 Préparation Du Produit A Sécher ...................................................................................... 64 CHAPITRE V RESULTAS V.1 Élaboration Du MCP .......................................................................................................... 65 V.2 Le Pouvoir Calorifique ....................................................................................................... 67 V.2.1 Présentation Du Four………………………………………………………………… 68 V.2.1.2 Mise En Marche Du Four ............................................................................................. 70 V.3 Résultats .............................................................................................................................. 72 V.4coclusion .............................................................................................................................. 74 Etude et réalisation d’un système séchoir à grignon d’olives Introduction générale L’Algérie fait partie des principaux pays méditerranéens producteurs d’huile d’olive, avec un taux de production de 45 mille tonne\an, elle compte 1532 huileries. En effet, un nouveau plan de développement de l’agriculteur (PNDA) à été adopté par le ministère de l’agriculture dont l’objectif primordial était d’encourager la culture de l’olivier. Ce secteur agricole engendre sans cesse de quantités appréciables de margines et de grignons qui sont pour la plupart peu ou pas valorisés et dont le rejet dans la nature constitue une grande menace pour uploads/Finance/ four-a-grignon-d-olive.pdf