.
Chap. Vlll — La lyophilisation
(VOir. fig.
pour la sugnrfrcatrondes
Pour que la vapeur puisse être éliminée il faut que sa pression
partielle
a la_surface_
seche sort inférieure ala pression
au front de
sublimation soit en accentuant le vide soit en faisant
circuler un tiers flurde en phase gazeuse mdependante
a pression inférieure à celle au front de sublimation“. Le
transfert
de chaleur (au contraire
du transfert de matiere)
est de plus en plus facile à mesure que la partie congelée
diminue et que la partie
seche augmente
: dans celle—cr le transfert de chaleur se fait par convection de la vapeur
entrarnee
et par conduction.
La quantite (q) de chaleur transferee pendant la même unité de temps que pour le transfert
de matière s'exprime arnsr“”-‘”a :
q = KS . S/X
.
A T
Figure 229 - Schéma des transferts de chaleur et de matière pendant la sublimation
(d'après PALANCHE B.477-478)
/-CE) —à
—
—r—è —
7—Ci!—;—wm-——w Verslepiège
YY_€+
'
'
; 7
/////./
//—/—
”’
’;
ç52
T
AT
AP
CZuche sèche Ps
ê
s/(läm ,'
><
Produit
[L
.
_
Front de
e
°
sublimation
l
«‘î : °Îv…Ê‘Ï°Ï°$ËI ff:
& — ><
?
+
t
‘t
‘?
Ks
coefficient de conducübîlîlé thermique
Ps
coefficient de perméabilité dans la couche sèche
S
surface libre
X
Epaisseur de la couche sèche
AT Différence de tempéralure entre les 2 faces de la couche sèche
A P Différence de pression entre les 2 faces dela couche sèche
m
Débit massique (quantité de vapeur traversant la couche sèche par unité de temps
&
Epaisseur de la couche congelée
Q
Quantité de chaleur transférée par unité detemps à travers la masse poreuse
La durée de sublimation (D) est le temps nécessaire pour éliminer l’eau congelable ; elle est proportionnelle à la teneur
initiale en eau du produit (E), inversement proportionnelle au débit massique (m) et sensiblement proportionnelle
au carré de l'épaisseur de la tranche (e). Que la vitesse de déshydratation soit limitée par le transfert de chaleur ou
par le transfert de vapeur, l'épaisseur de la couche sèche (donc aussi l'épaisseur totale de la tranche) joue un rôle
primordial. C'est pourquoi la vitesse de déshydratation diminue au cours de la lyophilisation (fig. 225)93-478. La quantité
d'eau à sublimer est donnée par l’équation :
E =
dans laquelle S = surface du produit congelé, e = son épaisseur,
:
concentration du produit. La durée de
sublimation est :
D : Elm
en remplaçant E et m par leurs valeurs dans les équations précédentes, D devient (en observant qu‘a la fm de la
sublimation X = e) :
D
P
Dans la pratique le chauffage est assuré sur les deux faces en même temps a l‘aide
de plaques
a
ailettes en métal expansé permettant rayonnement et conduction de sorte que les transferts de calories
pour une
épaisseur du produit à texture comme une tranche de poisson sont accrus. Le transfert
de masse n etantgpas rpo _l zl 3€Ô
la durée de la déshydratation, par chauffage sur les deux faces, est dwrsee théoriquement
par qu_abtre
-
'9-f "d
montre les transferts externes entre surfaces libres et surfaces chauffantes (calories), €U€ 5UlfacÊ5
'
reset pretgen roc;e
(Vapeur) et les transferts internes (chaleur et matière) à travers les couches seches et congelees. Les equa ro s
transfert de chaleur sont de la forme simplifiée suivante478 :
Q = K(A T/e-X) ou 0 = MAT/><)
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Chap. Vlll — La lyophilisation
(VOir. fig.
pour la sugnrfrcatrondes
Pour que la vapeur puisse être éliminée il faut que sa pression
partielle
a la_surface_
seche sort inférieure ala pression
au front de
sublimation soit en accentuant le vide soit en faisant
circuler un tiers flurde en phase gazeuse mdependante
a pression inférieure à celle au front de sublimation“. Le
transfert
de chaleur (au contraire
du transfert de matiere)
est de plus en plus facile à mesure que la partie congelée
diminue et que la partie
seche augmente
: dans celle—cr le transfert de chaleur se fait par convection de la vapeur
entrarnee
et par conduction.
La quantite (q) de chaleur transferee pendant la même unité de temps que pour le transfert
de matière s'exprime arnsr“”-‘”a :
q = KS . S/X
.
A T
Figure 229 - Schéma des transferts de chaleur et de matière pendant la sublimation
(d'après PALANCHE B.477-478)
/-CE) —à
—
—r—è —
7—Ci!—;—wm-——w Verslepiège
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l
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‘?
Ks
coefficient de conducübîlîlé thermique
Ps
coefficient de perméabilité dans la couche sèche
S
surface libre
X
Epaisseur de la couche sèche
AT Différence de tempéralure entre les 2 faces de la couche sèche
A P Différence de pression entre les 2 faces dela couche sèche
m
Débit massique (quantité de vapeur traversant la couche sèche par unité de temps
&
Epaisseur de la couche congelée
Q
Quantité de chaleur transférée par unité detemps à travers la masse poreuse
La durée de sublimation (D) est le temps nécessaire pour éliminer l’eau congelable ; elle est proportionnelle à la teneur
initiale en eau du produit (E), inversement proportionnelle au débit massique (m) et sensiblement proportionnelle
au carré de l'épaisseur de la tranche (e). Que la vitesse de déshydratation soit limitée par le transfert de chaleur ou
par le transfert de vapeur, l'épaisseur de la couche sèche (donc aussi l'épaisseur totale de la tranche) joue un rôle
primordial. C'est pourquoi la vitesse de déshydratation diminue au cours de la lyophilisation (fig. 225)93-478. La quantité
d'eau à sublimer est donnée par l’équation :
E =
dans laquelle S = surface du produit congelé, e = son épaisseur,
:
concentration du produit. La durée de
sublimation est :
D : Elm
en remplaçant E et m par leurs valeurs dans les équations précédentes, D devient (en observant qu‘a la fm de la
sublimation X = e) :
D
P
Dans la pratique le chauffage est assuré sur les deux faces en même temps a l‘aide
de plaques
a
ailettes en métal expansé permettant rayonnement et conduction de sorte que les transferts de calories
pour une
épaisseur du produit à texture comme une tranche de poisson sont accrus. Le transfert
de masse n etantgpas rpo _l zl 3€Ô
la durée de la déshydratation, par chauffage sur les deux faces, est dwrsee théoriquement
par qu_abtre
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montre les transferts externes entre surfaces libres et surfaces chauffantes (calories), €U€ 5UlfacÊ5
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reset pretgen roc;e
(Vapeur) et les transferts internes (chaleur et matière) à travers les couches seches et congelees. Les equa ro s
transfert de chaleur sont de la forme simplifiée suivante478 :
Q = K(A T/e-X) ou 0 = MAT/><)
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