Qu’est-ce Qu’est -ce que le séchage ? Le séchage consiste à chauffer un produit afin de faire l’ea eau u qu qu’i ’ill contient. On distingue le séchage par : évaporer l’ •
•
quan and d le pr prod odui uitt at atte tein intt la te temp mpér érat atur uree d’ébullition de l’eau, Ébullition, qu Ébullition, Entraînement,, le produit a sécher est mis en contact avec un courant d’air Entraînement
plus ou moins chaud. L’air chaud transmet une part de sa chaleur au produit qui développe une pression partielle en eau à sa surface supérieure à la pression par arti tiel elle le de l’eau dans l’air utilisé pour le séchage. Cette différence de pression entraîne un transfert de matière de la surface du solide vers « l ’agent sé séch chan antt ».
Toutes les partie d’un même produit n’ont pas le même comportement vis à vis de l’eau. Le dernier gramme d’eau évaporé coûte beaucoup plus d’énergie qu quee le pr preemi mier er..
Les différents mode de séchage :
Séchage Sécha ge con conduct ductif if : le produ produit it est est mis mis en cont contac actt avec avec des des surf surfac aces es chau chaude dess (pât (pâte e à papi papier er), ),
Séchage convectif :
Séchag Séchage e par inf infra raro roug uges es : un
on envoie envoie sur le produit produit à sécher un courant courant gazeux chaud qui fournit fournit la chaleur nécessaire à l’évaporation du liquide et entraîne la vapeur formée (de fruits, plantes aromatiques, céramiques), rayo rayonne nnemen mentt infrar infraroug ouges es est appliq appliqué ué sur le produi produitt (peintures, (peintures, bois, pellicules photos, textiles, les fruits f ruits …),
Séchage par peintures…),
micro-ondes (pro (produ duits its
pharm pharmac aceut eutiqu iques es,, l’adhésifs,
Sécha Séchag ge so sola lair ire e : l’énergie solai solaire re est utilis utilisé é pour pour sécher sécher le produ produit it (cacao (cacao,, café, café, datte dattess …),
Séchage par atomisation: un liquide ou une suspension est dispersée sous forme de fines gout goutte telet lette tess dans un cour courant ant d’air chaud (lait en poudre, poudre, engrais…).
Les principaux facteurs qui peuvent influencer un séchage:
La température de l’air, qui assure le transport de l’eau,
L’humidité relative de l’air,
La vitesse de l’air,
L’épaisseur des pièces
But du séchage
Évacuation de l’eau de façonnage
Obtenir un produit contenant au plus 2% d’humidité
Produit Sec
Organigramme Carrières: Argile Kaolin Sable Feldspath
Broyage
Usine : Argile Kaolin Sable Feldspath
Séchage
Conditionnement
Expédition
Façonnage:
+ eau
Coulage
Dosage
Calibrage
malaxage
Pressage filage
Séchage
Cuisson
Avant le séchage, (après façonnage), les matériaux contiennent 5 à 35% d’humidité.
La quantité de vapeur d’eau absorbée par l’air au cours du séchage est fonction de : * *
la température; % d’humidité de cet air
Différents façons d’éliminer l’eau : * Séchage mécanique : par des forces purement
mécaniques,
* Séchage thermique : 1- Apport de chaleur
Transformation de l’eau en vapeur;
2- Évacuation de la vapeur.
Le transport de chaleur (dans le cas du séchage thermique): par convection : l’air sert d’agent de transport à la chaleur; par contact : le produit est mis en contact avec la source chaude ; par rayonnement : le transmission de chaleur par rayonnement ; séchage électrique : grâce à un conducteur électrique.
L’air de séchage va absorber la vapeur
Plus son taux d’humidité sera faible, plus il pourra éliminer de l’eau.
Dès que l’air est saturé en vapeur, il faut l’éliminer, par
ventilateur.
Les matières de base de l’industrie céramique sont les argiles
Les argiles en présence d’eau,
Gonflement des particules “colloïdales”, Formation d’une pâte :
malléable,
déformable, capable de garder une forme donnée,
plastique.
Quand on retire l’eau d’une argile humide
Il se produit une diminution de volume Donc, de dimension -H2O Un produit plastique
Un produit rigide +H2O
Malléable
Rigide
Déformable
solide
Un cycle de séchage comporte 4 phases distinctes:
Phase 1: ventilation à température ambiante, Phase 2: montée en température, Phase 3: palier à haute température, Phase 4: refroidissement.
LA COURBE DE SECHAGE
1
2
3
4
Temps
•
Étapes 1 et 2 (Les plus critiques) Variations dimensionnelles (retrait)
–
Taux d’humidité pas trop faible,
•
Air de brassage pas trop rapide,
•
Si non
Fentes après séchage
Séchage pas trop rapide.
•
•
Étape 3 Extraire l’humidité à température constante.
–
•
Étape 4 Refroidissement.
–
Séchage mixte (Chaudière / air de refroidissement) Optimisation des cycles de séchage : -Cycles GG, -Cycles GF. Comparaison des deux cycles : GF GG
Anciens cycles Nouveaux cycles 8 heures 5 heures 20 heures 7 heures (Temps de la phase 2)
Afin de conserver une certaine humidité dans le séchoir, la montée en température durant la phase 2 ne peut se faire qu’avec la chaudière. Pendant la phase 3, la qualité de l’air est sans importance, donc l’air de refroidissement du four tunnel (air sec) peut prendre le relais sur la chaudière. 2
5
6
6 Chaudière Aire de refroidissement
2
8
6
3
Temps (h)
Cycle de séchage GG 3
7
17
9
Chaudière Aire de refroidissement
Temps ( h) 3
20
10
10
Comparaison des temps d’utilisation de la chaudière pour une production journalière, avant et après modification des cycles.
Cycles GB
Cycles GG
Temps Temps Temps Nombre de Nombre de d’utilisation d’utilisation d’utilisation cycles cycles de la de la de la journalier journalier chaudière chaudière chaudière Avant modification
3
42 heures
2
60 heures
102 heures
Après modification
4
20 heures
1
7 heures
27 heures
Façonnage
Produit humide Séchage
Produit cuit
Cuisson
Produit sec
Pourquoi le séchage avant cuisson ?
•
Les produits doivent êtres rigides (manipulables),
Éviter les contraintes dues à un brutal départ d’eau lors de l’introduction dans le four.
Il faut noter que :
Le séchage est une réaction réversible,
Un corps sèche est capable de reprendre de l’eau,
Un corps peut redevenir plastique.
Le séchage a pour bût d’éliminer l’eau
façonnage, en faisant perdre aussi la plasticité aux produits. On distingues deux sortes d’eau :
Eau libre (la plus mobile),
•
Eau liée (eau d’interposition).
•
de
Donc le séchage s’effectuera en deux temps:
•
Seule l’eau libre est éliminée, car c’est la plus mobile un rapprochement des particules jusqu’à ce qu’elles soient en contactes un entassement des particules : c’est le phénomène de retrait.
En continuant à sécher notre masse élimination d’eau liée, et cette fois le séchage sera complet. A noter qu’il n’y a pas eu de retrait mais une perte de poids.
(1)
(2)
EAU LIEE EAU LIBRE
EVOLUTION DU SECHAGE
(1) Le retrait (départ de l’eau libre) (2) La perte de poids (départ de l’eau liée)
(1)
Eau Libre
Eau Liée Évolution du séchage
(2)
Produit humide Séchage hétérogène Séchage homogène
Séchage rapide
Retrait homogène
déformé
fissuré
Partie humide Incomplètement sec
Sortie séchoir (GG) H = 0.17 % Après Engobage + Émaillage H = 3.21 % Sortie séchoir Circuit H = 0.67 % Sortie Tunnel H = 0.48 %
Sortie séchoir (11 et 12) H = 0.28 %
