Dimensionnement d’un séchoir solaire a poisson

Description physique du séchage

Les caractéristiques du séchage d’un produit ont une meilleure description lorsqu’elles sont représentées par des courbes. Parmi ces courbes nous avons :
La variation du taux d’humidité du produit (H) en fonction du temps ; La variation de la vitesse de séchage en fonction du temps ; La variation de la vitesse de séchage en fonction du taux d’humidité du produit. Ces trois graphes montrent que le processus de séchage est constitué de trois phases :
1ère phase : mise en température (AB) : Elle dure le temps d’amener le produit de la température Ta initiale à la température Te résultant de l’équilibre entre le transfert de chaleur convectif air/produit et l’évaporation à la surface du produit.
2ème phase : vitesse constante(BC) : L’eau, qui s’évapore à la surface du produit, est de l’eau libre: elle est sans cesse remplacée par l’arrivée d’eau liquide provenant de l’intérieur du produit. La phase se poursuit tant que de l’humidité parvient à la surface avec une rapidité égal à celle de l’évaporation.
Elle se termine lorsque la teneur critique en humidité est atteinte. Cette dernière est fonction du produit et de son épaisseur.
3ème phase : vitesse décroissante(CD) : Il n’y a plus d’eau libre dans le produit et l’eau se déplace du centre vers la surface sous forme de vapeur. Le déplacement de cette vapeur est beaucoup plus lent. Quand l’opération est prolongée la phase se poursuit jusqu’à ce qu’on atteigne la teneur en humidité d’équilibre.
Le séchage du produit a lieu en majeur partie au cours de cette phase à régime décroissant, Dans laquelle deux processus interviennent : déplacement de l’humidité interne du produit vers la surface, et évacuation de cette humidité de ladite surface.

Activité de l’eau dans un produit

L’activité de l’eau dans un produit est le rapport entre la pression de vapeur d’eau à la surface du produit et la pression de vapeur d’eau pure à la température T.
À l’équilibre hygroscopique, l’activité de l’eau dans le produit est identique à l’humidité relative de l’air. Pour qu’il ait séchage, quels que soient le niveau de teneur en eau du produit et l’activité de l’eau, il faut donc que l’humidité relative de l’air soit constamment inférieure à l’activité de l’eau. L’activité de l’eau d’un aliment dépend de la propagation d’eau non liée chimiquement aux constituants, donc disponible aux micro-organismes. L’activité de l’eau est un facteur de survie primordial : toutes les réactions physico-chimiques et enzymatiques des micro-organismes y sont directement reliées. Les valeurs minimales pour la croissance de chaque genre de micro-organisme sont variables et dépendent de l’environnement ou ils évoluent.

séchoir solaire direct

Un séchoir solaire direct permet de sécher les aliments en les disposants sous une plaque de verre ou de plastique transparent résistante au soleil dans un châssis. L’effet de serre qui se produit abaisse le taux d’humidité des aliments. Pour éviter qu’il ait de la condensation des trous d’aération sont percés dans le châssis
Les avantages du séchoir direct : Le séchoir solaire direct présente les avantages suivants : Les produis sont mieux protégés de l’attaque des mouches et autres insectes. Ils sont soumis à un effet de serre, au même titre qu’un absorbeur de capteur plan, d’où une amélioration du bilan radiatif et une élévation de la température du produit à sécher, ce qui permet de diminuer notablement, les temps de séchage par rapport aux systèmes traditionnels.
Les inconvénients du séchoir solaire direct : Le séchoir direct admet des inconvénients tels que : La destruction de certains vitamines et la photo –oxydation du produit, dues à la partie des ultra-violets transmise par la couverture et au risque de dépassement de la température maximale admise par le produit, souvent due à la mauvaise circulation de l’air, fréquente dans ces systèmes.

Séchoir solaire mixte

Ce modèle de séchoir combine les deux types de séchage : séchage direct et séchage indirect. Notre modèle est un séchoir incliné d’un angle de 15° par rapport à l’horizontal et s’apparente à une serre solaire. Il a une forme d’escaliers, il est supposé être une boite parallélépipédique dont la face supérieure est constituée d’une feuille en polycarbonate transparent, laissant passer le rayonnement solaire.
Les parois latérales sont isolées thermiquement par des feuilles de polystyrène de 6 cm d’épaisseur. Leurs faces extérieures sont peintes en noir mat pour absorber le maximum du rayonnement solaire ; tandis que les faces intérieures sont réfléchissantes pour éviter les zones d’ombre dans la serre augmentant ainsi le taux d’énergie effectivement absorbé par le produit.

Le processus de séchage

Ce processus comprend trois parties qui sont : l’éviscération, le salage et le séchage. L’éviscération: Cette étape consiste à enlever tout ce qui peut causer la dégradation rapide du poisson. Dès la mort du poisson, on doit éliminer les viscères puisqu’ils forment un des trois principaux foyers de contamination lorsqu’ils ne sont pas enlevés. L’élimination des viscères doit également impliquer l’enlèvement des branchies. Procédé : Le poisson est coupé sous la gorge afin de dégager les branchies, la lame du couteau est glissée sous la peau en coupant de la tête à l’anus ou l’inverse.
Les gros poissons sont éviscérés ouvert en deux ou découpés, tandis que les petits poissons sont juste écaillés si nécessaire.
Le salage : Le salage est une méthode ancestrale de conservation du poisson. Elle consiste à diminuer la teneur en eau inhibant en partie l’activité enzymatique et microbienne et donner un gout et une consistance particulière au produit. L’eau est remplacée par le sel qui pénètre dans le poisson.
Méthode de salage Il existe trois méthodes de salage :
Le salage à sec : elle consiste à appliquer du sel cristallisé sur le poisson, généralement par frottement ou par saupoudrage. Les poissons sont ensuite empilés dans des cuves ou des barils percés. L’eau exsudée va s’évacuer par les orifices laissant les poissons relativement secs. Toutefois, le salage ne sera pas uniforme.
Le salage dans sa propre saumure : les couches alternatives sel /poisson sont empilés dans un contenue imperméable favorisant l’exsudation de l’eau et la création d’une saumure. Le liquide saumâtre excédé recouvre alors les poissons, les protégeant contre les phénomènes de rancissement. Cette technique permet un salage uniforme du produit.
Le salage en saumure : elle consiste à immerger le poisson dans une solution saline saturée (environ 360g de sel pour 1 litre d’eau). le salage obtenu est uniforme.
Le salage à sec est préconisé pour les poissons maigres et le salage en saumure pour les poissons gras. Le sel diffuse mieux dans les poissons maigres limitant ainsi les risques d’oxydation. Le séchage : Depuis longtemps le seule mode de séchage qui existait est le séchage par terre ou au niveau du sol sur des nattes ou sur des rochers. Aujourd’hui, il existe différents méthodes de séchage. Nous allons nous intéresser à la méthode de séchage utilisé au niveau du site de production de Thiaroye. Après un passage au niveau de la zone de salage, le poisson est acheminé au niveau de la zone de séchage pour y être séché. Ici on utilise des claies de séchage Les poissons sont étalés sur les claies en contact du soleil et du vent. La durée de séchage peut dépendre de plusieurs facteurs, parmi ces facteurs nous avons : L’ensoleillement : l’absence d’ensoleillement peut être un obstacle au séchage car pour un séchage rapide, il est nécessaire d’avoir un bon ensoleillement.
La vitesse du vent : le vent permet d’absorber l’humidité à la surface du poisson, une vitesse élevée du vent va permettre un séchage rapide du poisson.
L’épaisseur : la vitesse de séchage est fonction de l’épaisseur du poisson, car plus l’épaisseur est grande moins le séchage est rapide.
La nature du poisson : la graisse des tissus entrave à la circulation de l’eau, par conséquent le poisson maigre va sécher plus vite que le poisson gras.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Chapitre 1 : Théorie du séchage
INTRODUCTION
I Le poisson
I.1 Facteurs de détérioration du poisson
I.2 Activité de l’eau dans un produit
II Composition de l’air atmosphérique
II.1 L’humidité
II.2 Transport de l’humidité
III Isothermes de sorption
III.1 Description physique du séchage
III.2 Aspect mathématique du séchage
IV. séchoir solaire
IV.1 séchoir solaire direct
IV.2 séchoir solaire indirect
IV.3 Séchoir solaire mixte
IV.4 Le séchoir hybride
V Les capteurs solaires
V.1 Le capteur plan
V.2 Bilan thermique global d’un capteur
V.3 Rendements d’un capteur solaire
CONCLUSION
Chapitre 2 : Le séchage de poisson à Thiaroye
INTRODUCTION
I. Présentation du site de production de Thiaroye
I.1 Les poissons
I.2 Les claies de séchage
II Le processus de séchage
II.1 L’éviscération
II.2 Le salage
II.3 Le séchage
II.4 Le stockage du poisson
II.5 Le rendement de séchage
III Avantages et inconvénients du séchage à Thiaroye
III .1 Avantages
III.2 Inconvénients
CONCLUSION
Chapitre 3 : Dimensionnement d’un séchoir solaire
INTRODUCTION
I. Le produit : poisson
I.1 Humidité du poisson
I.2 La température de séchage
I.3 Les contraintes liées au poisson
II. Type de séchoir
II.1 Caractéristique du séchoir
II.2 Le fonctionnement du séchoir
II.3 Matériaux utilisés
II.4 Caractéristique des matériaux
II.5 Les conditions climatiques du site
III Dimensionnement de la cabine de séchage et du capteur
III.1 Dimensionnement de la cabine de séchage
III.2 Calcul de la consommation thermique du séchoir
III.2.1 Quantité de chaleur nécessaire pour le séchage du poisson
III.2.1.1 Détermination de la quantité d’eau à évaporer
III.2.1.2 Déterminons la quantité de chaleur nécessaire pour assurer cette évaporation
III.2.1.2.1 Diagramme de l’air humide
III.2.1.2.2 Calcul de La surface de la claie de séchage
III.2.1.2.3 Dimensions de la cabine de séchage
III.3 Pertes thermiques au niveau du séchoir
III.3.1 Pertes par la paroi avant
III.3.2 Pertes par la paroi arrière
III.3.3 Pertes par le bas
III.3.4 pertes totales du séchoir
IV Dimensionnement du capteur
V Dimensionnement du module photovoltaïque
CONLUSION
Conclusion générale