Principe

Un sécheur à persiennes rotatives (également appelé sécheur à volets) est un sécheur rotatif à contact direct conçu pour le séchage de matériaux fluides, granulaires et cristallins tels que les minéraux, les engrais, les céréales et les produits chimiques. Il ressemble à un sécheur rotatif à cascade, mais diffère par sa construction interne : au lieu d’ailettes de levage, il contient des persiennes (ou volets) inclinées fixes ou semi-fixes montées le long de la périphérie à l’intérieur du tambour.

Il fonctionne selon le principe du transfert de chaleur direct par convection, où de l’air ou du gaz chaud passe à travers les persiennes et le lit de matériau lorsqu’il se déplace dans le tambour rotatif. La disposition des persiennes garantit que le matériau est continuellement tourné, mélangé et aéré, favorisant un transfert de chaleur uniforme et un séchage efficace.

Principe de fonctionnement

Le principe d’un sécheur à persiennes rotatives est basé sur le transfert de chaleur par convection entre l’air chaud (ou les gaz de combustion) et les solides humides qui sont continuellement agités à l’intérieur d’un cylindre rotatif incliné équipé de persiennes.

• Le matériau d’alimentation humide entre à une extrémité du tambour rotatif, tandis que les gaz chauds le traversent, soit dans le sens co-courant, soit dans le sens contre-courant.
• Les persiennes, qui sont des plaques fixes ou des ailettes inclinées montées sur la paroi intérieure du tambour, soulèvent, arrosent et font tourner le matériau à travers le flux de gaz chaud.
• Lorsque le tambour tourne, le matériau tombe en cascade à travers l’air chauffé à plusieurs reprises, exposant une nouvelle surface pour le séchage.
• Le transfert de chaleur se produit principalement par convection, tandis qu’une certaine conduction se produit également par contact avec les surfaces métalliques chauffées.
• L’humidité du matériau s’évapore et l’air chargé de vapeur est emporté par le système d’échappement. Le produit séché est déchargé en continu de l’extrémité opposée.

Cette conception de persiennes offre une agitation contrôlée et une distribution d’air uniforme, ce qui permet un séchage plus efficace qu’un simple tambour rotatif et une manipulation plus douce qu’un sécheur à cascade à ailettes.

Construction

Un sécheur à persiennes rotatives se compose des principaux composants suivants :

1. Enveloppe rotative (tambour) :

Le sécheur se compose d’une enveloppe cylindrique qui est légèrement inclinée (1° à 5°) par rapport à l’horizontale, ce qui permet au matériau de se déplacer progressivement de l’extrémité d’alimentation à l’extrémité de décharge par gravité.

• Le tambour est fabriqué en acier doux ou en acier inoxydable selon le produit et les conditions du processus.
• Le rapport longueur/diamètre varie généralement de 4:1 à 10:1.
• Le tambour tourne à une vitesse lente de 2 à 10 tr/min, ce qui garantit un mélange et un temps de séjour adéquats.
• Le tambour est supporté par des rouleaux ou des tourillons et entraîné par un moteur électrique et un réducteur via une chaîne ou une couronne dentée.

2. Persiennes (garnitures internes) :

La caractéristique la plus distinctive du sécheur à persiennes rotatives est la série de persiennes fixes ou réglables montées à l’intérieur du tambour.

• Ces plaques inclinées sont disposées en rangées le long de la circonférence intérieure de l’enveloppe.
• Les persiennes sont conçues pour soulever et arroser doucement le matériau à travers le flux de gaz chaud tout en permettant à l’air de passer librement à travers le lit de solides.
• L’angle et l’espacement des persiennes peuvent être modifiés pour contrôler le temps de séjour, l’intensité du mélange et l’efficacité du séchage.
• Certaines conceptions utilisent des sections de persiennes réglables ou amovibles pour différents matériaux ou pour faciliter la maintenance.

Cette disposition des persiennes garantit que le matériau est uniformément réparti et continuellement agité, évitant les zones mortes et la surchauffe.

3. Système d’alimentation :

Le matériau humide est introduit à l’extrémité supérieure du tambour via une goulotte d’alimentation ou un convoyeur à vis. Le débit d’alimentation peut être contrôlé à l’aide d’une vanne rotative ou d’un alimentateur à vitesse variable pour maintenir un flux de matériau constant.

4. Système d’alimentation en air ou en gaz chaud :

Le milieu de séchage (air chaud ou gaz de combustion) est généré par un four, un brûleur à gaz ou un générateur d’air chaud et introduit dans le tambour via un distributeur d’air ou une conduite.

• L’air peut circuler en configuration co-courant ou contre-courant :
  • Co-courant : L’air chaud entre par l’extrémité d’alimentation et circule dans la même direction que le matériau : séchage plus doux adapté aux matériaux sensibles à la chaleur.
  • Contre-courant : L’air chaud entre par l’extrémité de décharge, ce qui offre une efficacité thermique plus élevée et une humidité finale plus faible.

Les températures typiques de l’air d’entrée varient de 150 °C à 600 °C, selon le produit.

5. Système d’échappement :

L’air d’échappement chargé d’humidité sort de l’extrémité opposée du tambour et passe à travers un système de dépoussiérage, tel qu’un séparateur cyclone, un filtre à manches ou un laveur, pour éliminer les particules entraînées avant d’être rejeté dans l’atmosphère.

6. Système de décharge :

Le matériau séché sort par une goulotte de décharge ou un convoyeur à vis à l’extrémité inférieure du tambour. Dans certains cas, une vanne rotative d’écluse à air est installée pour empêcher les fuites d’air tout en permettant une décharge continue.

7. Mécanisme d’entraînement :

Le tambour est mis en rotation par un moteur électrique avec un réducteur, à l’aide d’un entraînement par chaîne, d’un entraînement par courroie ou d’une couronne dentée. Un variateur de fréquence (VFD) est souvent fourni pour contrôler la vitesse du tambour et optimiser le temps de séchage.

8. Isolation et enceinte :

La surface extérieure du tambour est isolée avec de la laine minérale ou de la laine de verre et recouverte d’un revêtement en tôle pour minimiser les pertes de chaleur et assurer la sécurité de l’opérateur.

9. Instrumentation et commandes :

Un sécheur à persiennes rotatives est équipé de capteurs de température, de débitmètres d’air et de manomètres aux deux extrémités.
Les systèmes modernes sont automatisés avec des panneaux de commande PLC-IHM qui régulent la température d’entrée, la vitesse du tambour et la vitesse de l’air pour un séchage constant et une efficacité énergétique.