2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 1 Sommaire I-
2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 1 Sommaire I- Introduction II- Etude théorique • Description de l’installation • Fonctionnement de l’installation • Mode opératoire • Le but • Le principe III- Etude pratique • Exploitation des résultats 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 2 I- Introduction Le séchage effectué dans le TP est nommé "séchage par lit fluidisé". La fluidisation peut se définir comme étant le fait de donner à une poudre solide les propriétés d'un liquide par contact avec un courant fluide ascendant (liquide ou gaz), qui compense la vitesse de chute des particules. Ce courant, s'il est envoyé à une vitesse suffisante, provoque une désagrégation du solide, mais si cette vitesse n'est pas trop forte, les grains, au lieu d'être entrainés, ont une agitation désordonnée comparable à l'agitation moléculaire. C'est ce qu'on appelle un lit fluidisé. Le but de la fluidisation est notamment d'augmenter la surface de contact gaz-solide pour faciliter le séchage. 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 3 II- Etude théorique 1-Description de l’installation Ce sécheur se constitue de deux éléments essentiels : la chambre de fluidisation : chambre de forme cylindrique dans laquelle le produit est placé dans un bol pour être ensuite fluidisé et séché. Le ventilateur : qui envoie l'air chauffé par le préchauffeur vers la chambre afin de mettre le produit placé dans le bol en suspension et de le sécher. 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 4 2-Fonctionnement de l’installation Le débit d’air sera réglé par une variation de vitesse du moteur du ventilateur grâce à un potentiomètre en face avant de l’armoire électrique. La vitesse de l’air est mesurée par une sonde anémométrique. La température d’entrée d’air est régulée. L’arrêt du séchage est automatique ou manuel, soit en fonction d’un niveau d’humidité, soit en fonction d’une température limite du produit. Le lit fluidisé est supporté est supporté par un châssis inox et noix aluminium. 3-Mode opératoire Remarque : il est très important avant de démarrer la manipulation d’avoir bien compris quelles étaient les sondes correspondantes aux indications de l’afficheur. 2.1-Introduction de la masse à sécher : La masse du riz (250 g) doit être humidité 15 min dans une bassine. Ensuite, laisser reposer sur une grille environ 5 min avant de le repeser avec la balance. 2.2-mise en route de l’installation: mettre en route préablement le banc de séchage (interrupteur général et marche général).Introduire dans le sécheur la masse du riz humide. Il est fondamental pour une réussite du séchage que le solide ne soit pas tassé mais seulement lissé en surface. Refermer le bol soigneusement. Régler la vitesse d’air à l’aide du potentiomètre en positionnant celui-ci sur la valeur 6.Lire la vitesse d’air (donnée en m/s) sur l’afficheur. Il est important de contrôler cette valeur pendant le séchage pour la réajuster si besoin. Fixer une température d’air chaude de 55°c et mettre en marche le chauffage de l’air : il faut vérifier absolument qu’il y’ ait une circulation d’air pour ne pas endommager la résistance électrique. Suivre l’évolution des températures, humidités et pertes de charge. Suivre également l’aspect visuel du produit. 2.3-Arret de l’installation: Lorsque la manipulation est finie ; arrêter la chauffe puis diminuer de débit d’air à sa valeur minimale. Laisser tourner quelques minutes afin de refroidir la résistance de chauffe puis arrêter la ventilation. Lorsque le ventilateur s’est arrêté, retirer le bol et effectuer la pesé du produit séché. 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 5 4-Le but Déshumidification du riz par l’air sec. Détermination de l’humidité du produit initial et du produit final. Détermination de la masse d’eau initiale et finale contenue dans le riz. 5-Le principe On a pesé 250g du riz. Cette masse de 250g est humidifiée dans une bassine pendant 15min. On a laissé reposer sur une grille pendant 5min. On a pesé le riz ,on a trouvé 299.48g. On a mis le riz dans le bol, en le distribuant sur le bol. On a chauffé l’air à 55°C ,en enlevant le bol, et en réglant le potentiomètre de vitesse à 5 . On a arrêté le chauffage de l’air ,et on a entré le bol en réglant le potentiomètre cette fois à 6. 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 6 Après chaque minute ,on a mesuré Te, Ts, He,et Hs, ceci est répété pendant 25min. Finalement on a mesuré le produit séché :225.28g III- Etude pratique: Exploitation des résultats 1-Détermination de l’humidité du produit initial et du produit final : La masse d’eau initiale contenue dans le riz : La masse initiale du riz : 250 g La masse du riz humidifié : 299.48 g Masse d’eau initiale contenue dans le riz : = . − = . L’humidité du produit initial : Elle est égale à : = . . ∗100=16.5219% La masse d’eau finale contenue dans le riz : La masse initiale du riz : 250 g La masse du riz séchée : 225.28 g Masse d’eau finale contenue dans le riz : # = − . = . $ L’humidité du produit final : Elle est égale à : %&' %é')é %é')é = . . ∗100=10.987% On remarque bien que l’humidité du produit final est bien inférieure à celle du produit Initiale puisqu’on a fait un séchage . 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 7 2-Détermination de l’humidité relative , absolue et l’enthalpie de l’air avant le chauffage et à l’entrée du sécheur : Dans cette partie ,on doit utiliser le diagramme psychrométrique afin de dégager la valeur des humidités absolues et les enthalpies correspondantes. On a utilisé un calculateur sur internet qui permet de faire des calculs sur l'air humide, ainsi que de placer le point représentatif d'un air humide dans le diagramme psychrométrique. Voilà le calculateur : Résultats obtenues : Avant le chauffage Te=24°c ; HRe=49,9% , on obtient par le calculateur ci-dessus : Y= humidité absolue= 9.28 g vapeur/kg d’as=0.00928 kg vapeur /Kg d’as h=Enthalpie= 47488.70 J/kg d’as=47.4887 KJ/kg d’as 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 8 A l’entrée du sécheur : On a fait une interpolation entre la 1ére valeur (Te=56°c ;HRe=6.6%)et la 2éme valeur (Te=52°c ;HRe=8.7%),on a aboutit à la température d’entrée égale à 55°c et une humidité relative d’entrée égale à 7.125% Te=55°c ; HRe=7.125% , on obtient : Y= humidité absolue= 6.97 g vapeur/kg d’as=0.00697 kg vapeur /Kg d’as h=Enthalpie= 73097.66J/kg d’as=73.09766 KJ/kg d’as Temps(min) Te(°C) HRe(%) Ye(Kg/Kgd’as) Enthalpie he (KJ/Kg d’as) 1 56 6.6 0.00677 73.59508 2 52 8.7 0.00737 71.07171 3 49 9.2 0.00671 66.33211 4 51 7.8 0.00628 67.24751 5 54 6.9 0.00643 70.68078 6 55 6.8 0.00665 72.2667 7 55 6.8 0.00665 72.2667 8 55 5.9 0.00576 69.96999 9 55 7 0.00685 72.77796 10 55 6.8 0.00665 72.2667 11 55 6.7 0.00655 72.01119 12 55 6.9 0.00675 72.52229 13 55 6.9 0.00675 72.52229 14 55 6.7 0.00655 72.01119 15 55 6.8 0.00665 72.2667 16 55 7 0.00685 72.77796 17 55 6.7 0.00655 72.01119 18 55 6.8 0.00665 72.2667 19 54 7.1 0.00662 71.16736 20 55 6.7 0.00655 72.01119 21 55 6.9 0.00675 72.52229 22 55 6.8 0.00665 72.2667 23 55 6.9 0.00675 72.52229 24 55 6.8 0.00665 72.2667 25 55 6.3 0.00616 70.98995 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 9 3-Tracé de l’évolution en fonction du temps,des humidités (HRe et HRs) et des températures(Te,Ts et Tp) Temps(min) Tp(°C) Te(°C) Ts(°C) HRe(%) HRs(%) 1 46.2 56 40.6 6.6 15.2 2 36.5 52 39.7 8.7 14.8 3 41.8 49 39.1 9.2 16.2 4 51.9 51 40.4 7.8 14.5 5 56.8 54 45.2 6.9 12.3 6 53.6 55 45.3 6.8 10.6 7 52 55 46.7 6.8 10.3 8 59.3 55 47.8 5.9 9.9 9 51.5 55 48.3 7 9.9 10 52.4 55 49 6.8 9.4 11 52.4 55 49.6 6.7 9.2 12 50.7 55 49.7 6.9 9.1 13 52.1 55 50.2 6.9 9.1 14 52.8 55 50.7 6.7 8.7 15 50.5 55 50.8 6.8 8.7 16 50.9 55 50.8 7 8.8 17 53.5 55 51.2 6.7 8.7 18 50.5 55 51.4 6.8 8.4 19 49.1 54 51.1 7.1 8.9 20 54 55 51.4 6.7 8.5 21 50.3 55 51.5 6.9 8.4 22 52.7 55 51.6 6.8 8.4 23 51.7 55 51.8 6.9 8.3 24 52.5 55 51.8 6.8 8.3 25 51.5 55 52.1 6.3 8 A l’aide du tableau précédent , on trace l’évolution en fonction du temps , des humidités relatives et températures : 2eme année Génie des Procédés de l’Energie et de l’Environnement. 10 4-Détermination de l’humidité absolue de l’air à la sortie du sécheur Temps(min) Ts(°C) HRs(%) Ys(Kg/Kgd’as) 1 40.6 uploads/Marketing/ tp-final-fluidisation-pdf.pdf
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- Publié le Mai 11, 2021
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