Depuis la nuit des temps, le Soleil a été utilisé comme source d’énergie, les hommes savaient déjà employer cette source d’énergie pour sécher des produits agricoles selon leur méthode. Madagascar n’est pas le seul pays à ne pas savoir profiter de l’énergie solaire. Etant un pays tropical, il connaît un progrès très rapide dans le secteur de séchage des produits agro-alimentaires, des produits agricoles, des poissons, des bois … pour consommation familiale. La méthode naturelle de séchage qui consiste à exposer directement des produits au soleil et au vent sur le sol ou sur des claies jusqu’à ce que le seuil de la teneur en eau du produit soit atteint, est parfois simple et bon marché mais au niveau de la conservation et de l’hygiène elle n’est pas très fiable.
GENERALITES SUR LE SECHAGE
Définition du séchage
Le séchage est une opération qui consiste à séparer partiellement ou totalement un liquide (eau) d’une matière solide. Pour le cas d’un produit agricole, celui-ci est une matière solide d’une substance alimentaire contenant essentiellement, en proportions variables, de glucides, de protides et sels minéraux.
Il existe deux types de procédés de séchage :
– les procédés mécaniques suivant lesquels les matériaux sont soumis à une compression ;
– les procédés thermodynamiques qui consistent à élever la température de l’eau contenue dans le matériau ou à augmenter sa pression de vapeur saturante pour aboutir à son évacuation.
Notre méthode concerne le procédé thermodynamique par évaporation d’eau.
Pourquoi sécher des produits
D’une part, le séchage est l’un des moyens de conservation des produits et d’autre part, c’est aussi un moyen de transformation nécessaire du point de vue exportation, ceci pour les problèmes de conservation et de normalisation de qualité des aliments frais.
Les avantages du séchage sont les suivants :
– la récupération des surplus ;
– le temps de conservation des produits pouvant être prolongé (mangue et banane de 1 à 2ans ; oignon et tomate 1an ; viande et poisson quelques mois de conservation)
– la qualité nutritionnelle de l’aliment séché pouvant être nettement amélioré de même pour le goût ; il y a peu de pertes en vitamines, brunissement, réduction des activités enzymatiques, pas de risques de développement microbiens ;
– les produits séchés de façon artisanale étant plus facile à commercialiser
– les produits séchés sont les produits à haute valeur ajoutée par kilo
– les produits séchés ne souffrent pas des mauvaises conditions de transport.
Principe de fonctionnement
Pendant le séchage, l’élimination des molécules d’eau s’effectue par entraînement grâce à la différence de pressions partielles de vapeur d’eau à la surface du produit à sécher et dans le milieu ambiant environnant. Le séchage correspond au transfert d’une partie de l’eau contenue dans le produit à sécher vers l’air ambiant. La condition nécessaire et suffisante pour que le processus de séchage ait lieu est que la pression partielle de vapeur d’eau à la surface du produit soit supérieure à la pression partielle de vapeur d’eau dans l’air asséchant. Ainsi, quand l’égalité entre ces deux pressions est atteinte, il n’y a plus de séchage mais équilibre hygroscopique.
Théorie sur le séchage
Le séchage s’effectue en 3 phases :
• Période 0 : mise en température des produits ;
• Période 1 : la période d’accroissement de la vitesse de séchage jusqu’à atteindre une vitesse d’équilibre ;
• Période 2 : c’est la période finale, la vitesse de séchage décroît et l’air asséchant ne peut emporter que peu de vapeur d’eau dans le produit .
Le phénomène de séchage peut être interprété comme la résultante de transferts simultané de chaleur et de matière.
– l’énergie thermique nécessaire à l’évaporation de l’eau est apportée par l’air asséchant (transfert de chaleur du fluide vers le produit à sécher)
– l’eau évaporée du produit humide est ensuite absorbée et évacuée par cet air (transfert de matière du produit vers le fluide de séchage) .
Bref, l’air de séchage joue donc un double rôle, celui du fluide caloporteur et du fluide vapotransporteur.
Pour assurer le séchage, il faut maîtriser trois paramètres :
L’énergie thermique :
L’énergie thermique apportée qui chauffe le produit et provoque la migration de l’eau vers la surface.
La capacité de l’air environnant :
La capacité de l’air environnant à absorber la vapeur d’eau dégagée par le produit est l’humidité relative (équilibre).
La vitesse de cet air :
La vitesse de cet air au niveau du produit, même s’il y a une migration d’eau, il faut avoir de l’air pour le porter.
Modes de séchage
On distingue 4 catégories principales de séchoirs :
– séchoir solaire traditionnel
– séchoir solaire amélioré
– séchoir semi industriel hybride
– séchoir semi industriel non solaire .
Séchoir solaire traditionnel
Le fonctionnement de ce type de séchoir est comme suit : les produits sont exposés directement au soleil, les claies perforées facilitent la circulation d’air. Même si on a un très faible coût sur le matériel à employer la longue durée de séchage par exposition directe au soleil provoque la dégradation de la qualité des produits.
Séchoir solaire amélioré
Type direct :
Les rayons solaires frappent directement sur les produits. Une couverture polyéthylène protège le produit et augmente la chaleur à l’intérieur de la chambre de séchage ce qui provoque une faible qualité nutritionnelle et microbiologique du produit séché.
Type indirect :
Le produit n’est pas exposé directement au soleil, le séchoir se compose en deux parties : un collecteur et une chambre de séchage. Le séchage est assez rapide et la qualité de produit est préservée.
Séchoir hybride
On augmente l’ évapotransportation en utilisant un brûleur ou un ventilateur (gaz). Le séchoir peut fonctionner même la nuit ou en saison des pluies, mais il nécessite toujours l’approvisionnement local (en gaz ou électricité) en cas de pannes. Bref l’efficacité du séchage repose toujours sur les conditions climatiques.
Séchoir semi-industriel non solaire
Pour ce type de séchoir, on s’assure d’une production tout au long de l’année, il permet de sécher une vaste gamme de produits (fruits, végétaux, poissons, viandes…) .
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