Vers une caracterisation rapide des echanges chaleur / matiere entre l'air et les produits alimentaires solides

• Auteur / Autrice : LAETITIA GHISALBERTI
• Direction : JEAN DOMINIQUE DAUDIN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : École nationale supérieure des industries agricoles et alimentaires (Massy, Essonne ; 1893-2006)

Résumé

La modelisation des operations industrielles de traitement des produits alimentaires par l'air demande de connaitre les valeurs des coefficients de transferts de chaleur et d'eau. La valeur de ces coefficients depend : d'une part, des proprietes de l'ecoulement (vitesse et indice de turbulence) et d'autre part, des proprietes liees a l'objet (forme, dimension et orientation). Les effets de l'ensemble de ces facteurs sur la valeur moyenne des coefficients de transfert de chaleur ont ete determines autour d'objets cylindriques (cylindre, cone et barre carree), de petite hauteur, places dans des ecoulements d'air. Les resultats confirment que l'effet des proprietes de l'ecoulement est preponderant. De plus, dans la plupart des cas, l'effet de la turbulence sur les transferts peut etre decrit a partir d'une relation de portee generale proposee precedemment. L'effet de la forme de l'objet, de ses dimensions et de son orientation sur la valeur moyenne du coefficient de transfert peut etre important, lorsque l'ecoulement principal est quasiment laminaire, mais diminue nettement avec la turbulence de l'ecoulement. Une methode de mesure qui a ete mise au point permet de cartographier la valeur locale du coefficient de transfert de chaleur sur toute la surface de l'objet. Cette methode est une methode a flux de chaleur constant ou les temperatures en surface de l'objet sont mesurees a partir d'une camera infrarouge. La methode a ete appliquee avec succes a deux cylindres circulaires de ratio hauteur sur diametre egal, respectivement, a 3,0 et 0,3. Les resultats montrent que la valeur locale du coefficient de transfert peut varier du simple au double d'un point a l'autre de la surface du cylindre, ce qui peut entrainer des heterogeneites lors des operations alimentaires de traitement par l'air. Les resultats montrent egalement qu'il est possible de relier directement les cartographies des coefficients de transfert a la structure de l'ecoulement qui se developpe a la surface des cylindres. L'ensemble des resultats obtenus permet de proposer une strategie pour reduire le nombre d'experiences necessaire a une determination complete de la valeur des coefficients de transfert en surface des produits alimentaires.