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Chaque processus de production peut \u00eatre class\u00e9 en fonction de la mani\u00e8re dont la mati\u00e8re premi\u00e8re est fabriqu\u00e9e et dont le produit est obtenu \u00e0 partir de cette mati\u00e8re premi\u00e8re.<\/p>\n
On distingue principalement les processus continus et les processus discontinus, bien qu’il existe des variantes qui combinent les caract\u00e9ristiques des deux processus.<\/p>\n
Processus continu. Le flux de mati\u00e8res premi\u00e8res dans le syst\u00e8me est constant pendant toute la dur\u00e9e du processus de production, et le produit obtenu est \u00e9galement constant.
\nProcessus discontinu (\u00e9galement connu sous le nom de processus par lots). La quantit\u00e9 totale de mati\u00e8re premi\u00e8re est introduite dans le syst\u00e8me au d\u00e9but du processus, et la quantit\u00e9 totale de produit est obtenue apr\u00e8s un certain temps.<\/p>\n
Dans les proc\u00e9d\u00e9s o\u00f9 un apport ou un transfert de chaleur est n\u00e9cessaire dans le produit, la consommation d’\u00e9nergie et la dur\u00e9e du proc\u00e9d\u00e9 diff\u00e8rent selon qu’il est r\u00e9alis\u00e9 en mode continu ou discontinu.<\/p>\n
En outre, le type de proc\u00e9d\u00e9 d\u00e9termine la taille de l’\u00e9quipement d’\u00e9change de chaleur n\u00e9cessaire.<\/p>\n
Les raisons pour lesquelles un proc\u00e9d\u00e9 discontinu est choisi plut\u00f4t qu’un proc\u00e9d\u00e9 continu sont les suivantes :<\/p>\n
La disponibilit\u00e9 du produit \u00e0 traiter ou du service chaud ou froid n’est pas continue.
\nUn certain temps de r\u00e9tention dans le processus est n\u00e9cessaire, par exemple pour la stabilisation des propri\u00e9t\u00e9s du produit ou le d\u00e9veloppement de r\u00e9actions chimiques.
\nLes travaux d’entretien et\/ou de nettoyage prennent une part importante du temps de traitement.<\/p>\n
Exemple. Supposons qu’un d\u00e9bit de 10 000 kg\/h d’eau chaude \u00e0 85 \u00baC soit n\u00e9cessaire pour la consommation d’un processus de production donn\u00e9, d’une dur\u00e9e de 30 minutes. Pour ce faire, l’eau du r\u00e9seau \u00e0 20 \u00baC est disponible et la vapeur \u00e0 4,5 barg (155 \u00baC) est utilis\u00e9e comme moyen de chauffage. Le chauffage doit \u00eatre effectu\u00e9 au moyen d’un \u00e9changeur de chaleur tubulaire.<\/p>\n
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[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=\u00a0\u00bb3.17.6″]<\/p>\n
Le flux d’eau chaude est aliment\u00e9 en permanence tout au long du processus.<\/p>\n
Processus continuFigure 1 : Sch\u00e9ma d’un processus continu avec \u00e9changeur de chaleur<\/p>\n
La consommation totale d’eau sera de 10 000 kg\/h x 0,5 h = 5 000 kg.<\/p>\n
Le d\u00e9bit de vapeur \u00e0 4,5 bar requis, selon le bilan \u00e9nerg\u00e9tique, est de 1 300 kg\/h, et reste constant tout au long du processus.<\/p>\n
Par cons\u00e9quent, la consommation totale de vapeur est de 1 300 kg\/h x 0,5 h = 650 kg.<\/p>\n
L’\u00e9changeur de chaleur tubulaire doit pouvoir chauffer le flux d’eau de 20\u00b0C \u00e0 85\u00b0C instantan\u00e9ment.<\/p>\n
Le concepteur doit d’abord choisir un diam\u00e8tre d’enveloppe avec un nombre de tubes int\u00e9rieurs adapt\u00e9 au d\u00e9bit d’eau.
\nLa longueur des tubes doit assurer une surface d’\u00e9change suffisante, selon l’\u00e9quation Q = U x A x LMTD, Q \u00e9tant la capacit\u00e9 d’\u00e9change, U le coefficient global de transfert de chaleur, A la surface d’\u00e9change et LMTD la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature logarithmique moyenne.
\nPour des sauts de temp\u00e9rature importants comme celui de cet exemple (de 20 \u00b0C \u00e0 85 \u00b0C), il est courant que le processus continu n\u00e9cessite un \u00e9changeur de chaleur d’une grande longueur nominale, par exemple 3 000 mm.<\/p>\n
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[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=\u00a0\u00bb3.17.6″]<\/p>\n
La masse d’eau chaude est aliment\u00e9e avant le d\u00e9but du processus.<\/p>\n
Proc\u00e9d\u00e9 discontinu (\u00e9galement appel\u00e9 proc\u00e9d\u00e9 par lots) Figure 2 : Sch\u00e9ma d’un proc\u00e9d\u00e9 discontinu avec \u00e9changeur de chaleur<\/p>\n
Pour r\u00e9aliser le proc\u00e9d\u00e9 discontinu, il faut un r\u00e9servoir ayant la capacit\u00e9 d’accumuler la masse totale d’eau n\u00e9cessaire, soit 5 000 kg. La consommation totale d’eau est donc la m\u00eame que dans le processus continu. Il existe toutefois des diff\u00e9rences par rapport au processus continu :<\/p>\n
Dans le proc\u00e9d\u00e9 discontinu, un certain temps t1 est n\u00e9cessaire pour accumuler la masse totale d’eau \u00e0 20 \u00b0C dans le r\u00e9servoir.
\nUn certain temps t2 est ensuite n\u00e9cessaire pour chauffer cette masse d’eau, de 20 \u00baC \u00e0 85 \u00baC. Ce temps d\u00e9pend du d\u00e9bit de recirculation, qui ne doit pas n\u00e9cessairement co\u00efncider avec le d\u00e9bit de consommation (10 000 kg\/h dans cet exemple).
\nLe temps total de fonctionnement du lot sera la somme de la dur\u00e9e du processus (30 minutes dans cet exemple) et des temps pr\u00e9c\u00e9dents : t1 + t2 + 0,5 heure. Toutefois, dans le processus continu, la dur\u00e9e totale de l’op\u00e9ration co\u00efncide avec la dur\u00e9e du processus de 0,5 heure.<\/p>\n
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[\/et_pb_text][et_pb_text _builder_version=\u00a0\u00bb3.17.6″]<\/p>\n
Par bilan \u00e9nerg\u00e9tique, le d\u00e9bit de vapeur requis \u00e0 4,5 barg est plus \u00e9lev\u00e9 au d\u00e9but de la recirculation, lorsque l’eau est plus froide (\u00e0 20 \u00baC au d\u00e9marrage), et diminue \u00e0 chaque passage dans l’\u00e9changeur de chaleur tubulaire au fur et \u00e0 mesure que l’eau du r\u00e9servoir se r\u00e9chauffe.<\/p>\n
Supposons que l’on fixe une dur\u00e9e maximale de chauffage t2 de 1 heure et que l’on choisisse un d\u00e9bit de recirculation de 7 500 kg\/h : dans cet exemple, pour chauffer 5 000 kg d’eau de 20 \u00baC \u00e0 85 \u00baC, il faut 700 kg\/h de vapeur au d\u00e9but de la recirculation et 410 kg\/h \u00e0 la fin.
\nBien que la diminution du d\u00e9bit de vapeur au fil du temps ne soit pas lin\u00e9aire, la consommation totale peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9e comme la moyenne des consommations initiale et finale : \u00bd x (700 kg\/h + 410 kg\/h) x 1 h = 555 kg. La r\u00e9duction de la consommation de vapeur par rapport \u00e0 un processus continu est significative, 14,6 % : 555 kg au lieu de 650 kg.<\/p>\n
Contrairement \u00e0 ce qui se passe dans le processus continu, l’\u00e9changeur de chaleur tubulaire en mode discontinu ne doit pas satisfaire instantan\u00e9ment tout le saut de temp\u00e9rature de 20 \u00baC \u00e0 85 \u00baC, mais il effectuera des sauts partiels, chaque fois plus petits, jusqu’\u00e0 ce que le chauffage soit complet.<\/p>\n
En g\u00e9n\u00e9ral, en conservant le m\u00eame diam\u00e8tre d’enveloppe et le m\u00eame nombre de tubes int\u00e9rieurs que dans le processus continu, la longueur nominale de l’\u00e9changeur de chaleur pour le processus discontinu sera nettement inf\u00e9rieure.
\nIl est courant que le proc\u00e9d\u00e9 discontinu n\u00e9cessite un \u00e9changeur de chaleur tubulaire de 1 500 mm de long.<\/p>\n
SACOME dispose d’une gamme d’\u00e9changeurs de chaleur standard d’une longueur nominale de 1500 mm, notre S\u00c9RIE V, pour les applications de chauffage et de refroidissement de l’eau.<\/p>\n
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