Comment construire un séchoir à plateaux

Description brève

• Problème: trouver un moyen pratique pour sécher les aliments
• Idée: faire sécher les aliments avec un séchoir à plateaux
• Difficulté: difficile
• Gamme de prix:
• Matériel nécessaire: feuilles de contreplaqué, fer / châssis en bois, combustible
• Zone géographique: global
• Compétences:
• Commbien de personnes? Jusqu'à 5 personnes
• Combien de temps cela prend-il?

Introduction

Une gamme de technologies est utilisée pour le séchage des aliments qui comprennent un plateau et un séchoir tunnel, un vaporisateur, un rouleau et des lyophilisateurs. Avec l'exception des séchoirs à plateaux, aucun de ceux-ci sont appropriés, en termes de coûts et de rendement, pour utilisation par les petites et moyennes entreprises.

Bien que le séchage au soleil sur des plateaux ou dans des séchoirs solaires puisse être considéré comme le séchoir à plateaux, cela s’applique normalement aux petits systèmes industriels avec une certaine forme de chauffage à air et un ventilateur pour faire passer l'air sur le produit séché. Alors que les petits séchoirs à plateaux sont disponibles en Europe et aux Etats-Unis, où ils sont utilisés dans des installations pilotes et des universités, leurs coûts (plus de £ 25,000) les rendent inabordables et peu rentables pour les producteurs des pays en développement.

Au début des années 1980, l'ITDG a reconnu la nécessité de petits séchoirs à plateaux contrôlables et alimentés, capables de produire des produits de haute qualité, qui pourraient être construits par des ingénieurs des pays en développement dans une grande mesure à partir de matériaux disponibles localement. Le travail requis de développement de base a été effectué et il y a maintenant des séchoirs à plateaux, sur la base des principes développés par ITDG, en quelque huit pays.

La plus grande demande de cette technologie a été en Amérique latine où probablement plus de 100 unités sont maintenant opérationnels. Le point essentiel à garder à l'esprit, lorsque l'on considère la construction locale d'un tel séchoir, est de comprendre les principes de base et les adapter aux conditions locales telles que les dimensions de la feuille de contreplaqué, les tailles des stocks d’acier communs, les conditions sociales et la disponibilité du carburant.

La famille de séchoirs à plateaux

Practical Action est en mesure de fournir des informations pour permettre la construction de quatre types de séchoirs. Dans certains cas, beaucoup de dessins et des manuels indiquant la manière de les construire sont disponibles avec un livre d’étude. Une grande partie de cette information est en anglais et en espagnol.

Principes de base

Les séchoirs se composent d'un cabinet contenant des plateaux qui est relié à une source d'air chauffé par gaz, diesel ou biomasse, comme les cosses de riz. La température de l'air est généralement contrôlée par un thermostat qui est normalement comprise entre 50°C et 70°C. L'air pénètre au fond de la chambre ci-sous les plateaux et s’élève ensuite à travers les plateaux de nourriture qui est séchée, et ressort par une ouverture pratiquée dans la partie supérieure de la chambre. Dans les systèmes de mesures concrètes les plateaux sont conçus pour forcer l'air de suivre une route plus longue en zigzag qui augmente le rapport air / temps de contact alimentaire et donc l'efficacité. Ce système permet également de réduire la contre-pression qui signifie que cela est meilleur marché et que des ventilateurs plus petits peuvent être utilisés.

Figure 1: pièces de base et circulation d'air dans un séchoir de Practical Action

Le flux d'air dans un système typique est montré à la figure 1. Il existe trois types fondamentaux de séchoirs cabinets à plateaux; séchoirs à lot, semi-continu à flux transversal. À ce jour, Practical Action a travaillé seulement avec les deux premiers systèmes.

Cabinets par lots(Batch) sont les plus simples et moins chers à construire. Le cabinet est une grande boîte en bois munies de simples élévateurs internes pour soutenir les plateaux de nourriture traitée. Les plateaux sont placés dans la chambre, les portes fermées et l'air chaud est soufflé à travers la pile de tiroirs jusqu'à ce que tout le produit soit sec. De toute évidence, lorsque l'air chaud pénètre en dessous du plateau inférieur, ce plateau va sécher en premier. Le dernier plateau à sécher est celui au dessus de la chambre. Les avantages et les inconvénients de ce système sont les suivants:

• simple, une chambre à faible coût
  
• faibles coûts salariaux - Il suffit de charger, puis décharger
  
• une tendance à trop sécher les plateaux inférieurs
  
• la faible efficacité, en termes de consommation de carburant, dans les étapes ultérieures de séchage quand la plupart des plateaux sont secs.
  

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Figure 2: séchoir à lots avec chambre double typique

Des cabinets semi-continusont été développés par Practical Action en vue de surmonter certains des inconvénients du système à lots. Dans un cabinet semi-continu un mécanisme de levage permet à tous les plateaux, sauf le plateau du bas, d'être levés. Il est donc possible d'enlever le plateau le plus bas dès que le produit est sec. Le mécanisme permet alors d’abaisser tous les tiroirs (maintenant le plateau 2 est désormais au bas de la pile). Cela laisse un espace au sommet de la pile pour charger un plateau de matière fraîche.

Deux types de mécanisme de levage sont disponibles. Tous deux sont activés par quatre doigts mobiles qui soulèvent le 2e plateau. Un modèle est exploité par une poignée qui est tirée vers le bas. Les autres modèles, développés au Sri Lanka, sont plus appropriés pour une utilisation par les femmes et ici le mécanisme de levage est un vérin à vis de véhicule qui, lors de l’enroulement vers le haut, lève les quatre doigts.

Les avantages / inconvénients de ce système sont les suivants:

• le sur-séchage est évité
  
• la qualité des produits est plus élevée
  
• le rendement du carburant est considérablement augmenté
  
• un débit quotidien plus élevé est possible
  
• le cabinet est toutefois plus coûteux à construire
  
• les coûts salariaux sont plus élevés dus au chargement et déchargement des plateaux à intervalles réguliers
  
• afin de maximiser un travail de 24 heures est recommandé
  

Les séchoirs semi-continus typiques sont présentés à la figure 3, qui montre le mécanisme de levage et l'écart au-dessus du plateau le plus bas, qui est prêt à être enlevé.

Figure 3: séchoirs semi-continus

Détail des doigts élévateurs

1. External lifting mechanism
2. Main lifting lever pivot support
3. Vertical lifting rods
4. Lifting fingers
5. Trays with angle iron edge bearers
6. Inner wall of drying cabinet
7. Lifting finger pivot support

1. Mécanisme de levage extérieur
2. Levier à pivot pour soutien de levage principal
3. Tiges de levage vertical
4. Doigts élévateurs
5. Plateaux avec bordure à angles en fer
6. Paroi interne du cabinet de séchage
7. Doigt élévateurs avec soutien à pivot

Figure 4: schéma diagramme d’un cabinet à flux transversal

Chambres à flux transversal Bien que l'ITDG n’ait pas encore développé ce système, il est jugé utile de le mentionner dans ce bref exposé. Dans cette chambre, l'air est soufflé à travers une série de lucarnes, directement à travers les plateaux et ré-circule sur le chauffage. Dans les premières phases de séchage, lorsque beaucoup d'eau est retirée, une proportion élevée de l'air est évacuée vers la sortie et remplacée par l'air frais. Pendant le procédé de séchage la proportion d’air ventilé est réduite. À la fin du cycle de séchage aucun air n’est évacué. Ce système permet de surmonter enfin les problèmes liés aux cabinets batch (lot) et semi-continus:

• les coûts salariaux sont faibles car il fonctionne comme un séchoir à lot
  
• tous les plateaux sèchent au même taux
  
• te rendement énergétique est maximisé.
  

Les systèmes à flux transversal sont cependant, techniquement plus complexes et nécessitent des capteurs d'humidité automatiques pour contrôler le pourcentage d'air ventilé pendant le cycle de séchage.

Détails techniques

Le séchoir tiroir à thé

Celui-ci, le plus petit séchoir dans la gamme, est conçu pour permettre des essais, la production d'échantillons à démontrer aux acheteurs et pour le calcul des coûts des produits de base. En raison de sa faible capacité le séchoir tiroi à thé n'est pas destiné à la production commerciale mais permet le développement de produits à un coût très faible.

Construction:	parois de contreplaqué sur cadre en bois
Dimensions:	0.5 m3
Capacité:	6 plateaux
Source de chaleur:	ventilateur de chauffage électrique de 2kw, câblé avec thermostat externe afin d'avoir un fonctionnement en permanence
Coût:	environ £75
Capacité:	environ 1kg/jour

Le grand Practical Action semi-continu

Construction:	parois de contreplaqué sur angle, cadre en fer
Dimensions:	cabinet 1.4 x 1.2 x 0.9m
Hauteur totale:	2.2m
Capacité:	15 plateaux standards, chacun 0.8m2
Source de chaleur:	kérosène / diesel, souffleur de chauffage indirect. Production max. de chaleur 60kw. Débit d'air 2800m3
Consommation de carburant:	0.8 gallons/h à 50°C
Débit:	360 kg/24 h pour les herbes
Travail:	3 travailleurs de plus de 24 heures
Coût en Grande Bretagne:	Cabinet: £ 2000.- Appareil de chauffage: £ 1500.-

Le petit Practical Action semi-continu

Construction:	parois de contreplaqué sur cadre en bois
Dimensions:	cabinet 1.08 x 0,98 x 0.83m
Hauteur totale:	1.9m
Capacité:	13 plateaux, surface utilisée par plateau 0.53m2
Source de chaleur:	chauffage à gaz direct / ventilateur (sortie max 25kw et 470m3air/h)
Consommation de carburant:	0.5lbs par heure à 50°C
Débit:	120 kg d'herbes par cycle de 24 heures
Travail:	3 travailleurs d'équipe
Coût (en GB):	cabinet £ 600.-, appareil de chauffage £ 300.-

Le séchoir Anagi

This semi-continuous dryer was developed by IT-Sri Lanka (now ITDG South Asia) and is the only design that uses biomass (rice husk) as a source of heat and does not require electricity. Tray lifting is by a mechanical car jack under the cabinet. Contamination of the product is avoided by use of a heat exchanger. As the dryer depends on natural convection of air (rather than fans) its capacity is lower than the powered dryers. Its capital and running costs are however very low

Construction:	Timber walls over angle iron frame
Dimensions:	4ft x 2ft 8" x 7ft
Throughput:	70-80 kg cashew nuts/day
No of trays:	6
Fuel:	saw dust or rice husk
Fuel consumption:	30 kg/day
Cost:	£260 in Sri Lanka

Double chamber batch dryer

Construction:	Plywood over wood frame
Dimensions:	Cabinet 1.8 x 2.0 x 3.0m
Capacity:	28 trays. Useful tray area 1.2m2
Heat source:	Indirect diesel heater blower, max 60 kw heat
Throughput:	240 kg per 24 hours
Labour:	A few hours to load and unload
Cost (in UK):	Cabinet £500 Heater £1500

Economic considerations. During processing any food value is added and the value added per kg processed must be sufficient to cover all the costs involved such as labour, fuel, rent and depreciation costs. In general very little value is added to low value foods such as cereals and root crops. For this reason it is only economic to dry such commodities in very large plants. Considerable value can however be added to certain fruits, herbs, nuts, spices and vegetables such as mushroom or asparagus. These are the foods most commonly processed by small and medium drying enterprises

Drying data. Most of the experiences to date have been with drying herbs and fruits. Typical drying times for herbs in semi-continuous dryer at 55°C are 4 hours prior to the removal of the first tray, after which a tray of dry herbs can be removed every 15 minutes. Each tray removed is replaced with a tray containing 5kg of fresh herbs. In the case of sliced fruits however it requires 8 to 10 hours to dry the first tray. Thereafter, trays can be removed and loaded every 30-45 minutes. Drying data and production costs for a wider range of products are currently being investigated and ITDG can access additional information through its network of development organisations.

Organisations and enterprises seriously interested in developing dried food products may be interested to know that a test dryer has been designed that can be locally constructed. This allows drying rate curves for a given food to be quickly and cheaply prepared. Such information is invaluable to those involved in equipment design and new product development. The unit consists of one foot box heated (in the same way as the tea-chest dryer) by a domestic hair dryer. The tray of food being investigated is suspended from an electronic balance reading to 0.1g. The weight of product is then simply plotted against time as it dries. Drawings are available from ITDG.

References and further reading

This Howtopedia entry was derived from the Practical Action Technical Brief Tray Dryers.
To look at the original document follow this link: http://www.practicalaction.org/?id=technical_briefs_food_processing

Drying of Foods, Practical Action Technical Brief

Drying Technologies, Practical Action Technical Brief

Anagi Tray Dryer, Practical Action Technical Brief

Solar Drying, Practical Action Technical Brief

Drying Food for Profit: A Guide for Small Businesses Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002

Producing Solar Dried Fruit and Vegetables for Micro- and Small-scale Rural Enterprise Development Natural Resources Institute, 1996

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Useful contacts

Practical Action The Schumacher Centre for Technology & Development, Bourton on Dunsmore, RUGBY, CV23 9QZ, United Kingdom.
Tel.: +44 (0) 1926 634400, Fax: +44 (0) 1926 634401 e-mail:practicalaction@practicalaction.org.uk web:www.practicalaction.org

Our country offices will be able to put you in touch with tray drier users in their regions, addresses are given below:

Practical Action South Asia
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Tel: +94 11 2829412, Fax: +94 11 2856188

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Casilla postal 18-0620, Lima 18, Perú, Tel: +511 446 7324, Fax: +511 446 6621

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