Principe

Un séchoir à grains est un équipement utilisé pour réduire la teneur en humidité des
céréales telles que
le riz, le blé, le maïs, l’orge et les légumineuses, afin d’atteindre des niveaux de conservation sûrs. Le
principe fondamental du séchage des grains repose sur le transfert simultané de chaleur et de
masse entre l’air de séchage et
les grains humides. Lorsque l’air chaud entre en contact avec les grains, la chaleur est
transférée
de l’air à la surface des grains, provoquant l’évaporation de l’humidité qu’ils contiennent. La
vapeur d’eau ainsi produite diffuse des couches internes des grains vers la surface et est évacuée par
l’air en mouvement. Ce processus se poursuit jusqu’à ce que les grains atteignent leur teneur en humidité d’équilibre
(EMC) avec l’air de séchage,
au-delà de laquelle aucun séchage supplémentaire ne se produit. La vitesse de séchage dépend de la température,
de la vitesse et de l’humidité relative de l’air, ainsi que du temps de contact, et des
caractéristiques initiales des grains (humidité, taille et type).

Le séchage des grains peut être réalisé par séchage naturel (à l’air ambiant) ou séchage
artificiel (mécanique). Dans le séchage naturel, l’air ambiant est soufflé à travers les grains pendant de
longues périodes, tandis que
dans les séchoirs artificiels, l’air est chauffé pour accélérer l’élimination de l’humidité. La plupart
des séchoirs modernes fonctionnent selon le
principe du séchage par convection, où l’air chaud traverse une couche ou une colonne de
grains,
transférant la chaleur et éliminant simultanément l’humidité évaporée.

Construction

Un séchoir à grains se compose de plusieurs éléments principaux, conçus pour assurer un chauffage
uniforme, un flux d’air contrôlé et un fonctionnement sûr pendant le séchage. La construction varie
légèrement selon qu’il s’agit d’un
séchoir discontinu, à flux continu ou à recirculation, mais les
composants de base sont les suivants :

• Chambre/Colonne de séchage :

  La partie principale du séchoir est la chambre de séchage, qui contient les grains pendant le
  processus de séchage. Il s’agit généralement d’une tour cylindrique ou rectangulaire,
  constituée de tôles d’acier doux ou d’acier inoxydable, perforées pour permettre une
  distribution uniforme de l’air. La chambre peut être conçue pour un fonctionnement discontinu,
  où une quantité fixe de grains est séchée à la fois, ou pour un fonctionnement continu, où les
  grains s’écoulent régulièrement vers le bas par gravité. La hauteur et la section transversale
  de la chambre sont conçues pour assurer le temps de séjour nécessaire à la réduction de
  l’humidité.

• Système de chauffage de l’air :

  L’air de séchage est chauffé à l’aide de serpentins à vapeur, de résistances électriques ou de
  brûleurs (GPL, diesel, biomasse ou gaz naturel). La température de l’air varie généralement de
  40 °C à 110 °C, selon le type de grain et le débit de séchage souhaité. Pour les grains
  thermosensibles comme le riz ou les semences de maïs, des températures plus basses (40 à 60 °C) sont utilisées
  pour éviter la fissuration ou la perte de pouvoir germinatif. L’air chauffé est dirigé vers la chambre de
  séchage par des conduits ou des chambres de distribution.

• Ventilateur/Soufflante :

  Une soufflante centrifuge ou axiale fournit le débit d’air nécessaire à travers la masse de
  grains. La soufflante assure une vitesse d’air adéquate pour évacuer l’humidité évaporée tout
  en maintenant une distribution uniforme de la température. La vitesse du ventilateur et le débit d’air peuvent
  être ajustés en fonction de la profondeur des grains et de l’étape de séchage.

• Système de distribution d’air :

  L’air chaud pénètre dans le séchoir par des tôles perforées, des conduits ou des faux planchers
  afin d’assurer une distribution uniforme de l’air dans toute la masse de grains. Une bonne distribution de l’air
  est essentielle pour obtenir un séchage uniforme, car une mauvaise circulation peut entraîner
  des zones trop sèches ou insuffisamment sèches. Certains séchoirs utilisent un système à flux
  transversal (l’air circule à travers les grains), tandis que d’autres utilisent une disposition à
  flux mixte ou à contre-courant pour une meilleure uniformité.

• Mécanisme d’alimentation et de déchargement :

  Le système d’alimentation en grains se compose de trémies, de convoyeurs ou d’élévateurs à
  godets
  qui acheminent les
  grains vers la chambre de séchage. Dans les séchoirs à flux continu, les grains descendent lentement par gravité
  tandis que
  l’air de séchage traverse le lit de grains ou y circule de bas en haut. Le système de
  déchargement
  situé en bas peut
  comprendre une vis sans fin, une vanne rotative ou une trappe de déchargement, qui contrôle le débit de grains
  secs
  sortant
  du séchoir.

• Système de contrôle et de mesure de l’humidité :

  Les séchoirs modernes sont équipés de capteurs de température et d’humidité qui surveillent les
  conditions de l’air et des grains
  pendant le séchage. Ces capteurs transmettent des données à un système de contrôle basé sur un automate
  programmable ou un microcontrôleur,
  qui régule automatiquement la température de l’air de séchage, la vitesse du ventilateur et le débit de
  déchargement
  afin de
  maintenir la teneur en humidité finale souhaitée (généralement 12 à 14 % pour un stockage en toute sécurité).

• Section de refroidissement :

  Après le séchage, les grains sont souvent chauds et fragiles, nécessitant une courte
  période de refroidissement
  avant le stockage. De nombreux séchoirs intègrent une zone de refroidissement, où de l’air
  ambiant
  est soufflé à travers les grains secs afin de
  réduire leur température à moins de 5 °C de la température ambiante. Cela prévient la condensation et la
  détérioration pendant le stockage.

Collecte des poussières et dispositifs de sécurité :
Étant donné que de fines particules de poussière peuvent être générées pendant le séchage, les séchoirs comprennent des
séparateurs cycloniques ou des filtres à poussière
pour réduire les émissions. Des dispositifs de sécurité tels que des disjoncteurs thermiques, des pare-flammes
et des évents d’urgence sont prévus pour prévenir la surchauffe ou les risques d’incendie.