Analyse du fonctionnement d'un conditionneur à vapeur

• Auteur / Autrice : Pierre Vandewalle
• Direction : Michel Combarnous
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

Un traitement hydrothermique, utilisé en alimentation animale consiste à incorporer à un produit pulvérulent de la vapeur d'eau en faible proportion dans un conditionneur à pales tournantes en vue de chauffer la farine et d'améliorer sa compaction ultérieure. Les transferts de chaleur sont étudiés à l'aide de billes de verre mono-disperses puis étendus à de la farine de maïs et de luzerne, choisies pour leur capacité calorifique différente et conservées dans la suite de l'étude. Le coefficient d'échange de chaleur, basé sur la dissipation d'une plaque chauffée par un solide divisé agité semble beaucoup plus lié à l'aire massique qu'à la taille des particules. La chaleur se transmet principalement par convection avec le gaz entourant les particules. À l'aide d'un mini-conditionneur, nous montrons que la vitesse de rotation des pales (nombre de Froude) et leur angle d'inclinaison influencent grandement la distribution des temps de séjour (DTS). Le temps de séjour moyen résume les informations contenues dans la DTS modélisée par une cascade de mélangeurs (action des pales), en série avec une cuve agitée représentant les espaces morts entre deux pales (configuration classique du conditionneur). Le modèle est validé sur un conditionneur pilote avec un aliment composé. L'aptitude à la compaction est évaluée par un test de compression simple. Le travail de compression semble en partie dépendre du temps laissé à l'eau pour diffuser dans la particule. La contrainte d'écrasement pourrait résulter d'une interaction forte entre la nature du produit et le procédé. L'homogénéisation de la température est rapide (bonne accessibilité de la vapeur d'eau à l'ensemble des particules), celle de la teneur en eau est par contre plus incertaine. Une approche locale du rôle de l'eau apporterait un éclairage complémentaire. Il est maintenant possible de raisonner le profil de l'appareil et ses conditions d'emploi en fonction des applications souhaitées.