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La com­bus­tion 
Les pro­duits de la com­bus­tion

Les trois règles d’une com­bus­tion cor­recte 
Le tirage

Les com­bus­tibles
Défi­ni­tion du pou­voir calo­ri­fique des com­bus­tibles

Les appa­reils de mesure de la tem­pé­ra­ture des fours
La trans­mis­sion de la cha­leur d’un corps à un autre
Pour­quoi faut-il calo­ri­fu­ger les fours
Deux types de maté­riaux calo­ri­fuges

Le bilan ther­mique d’un four
Le ren­de­ment d’un four

 La com­bus­tion

La cha­leur néces­saire pour la cuis­son des pains dans les fours est obte­nue par la com­bus­tion de com­bus­tibles (fuel, bois, gaz et etc.)

Le prin­cipe de la com­bus­tion

La com­bus­tion résulte de la com­bi­nai­son de l’oxy­gène de l’air avec le car­bone et hydro­gène du com­bus­tible.

http://www.sudenergies.fr/IMG/feu_de_bois.jpg

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 Les pro­duits de la com­bus­tion

Le mélange de l’air « dioxy­gène » ou com­bu­rant avec le com­bus­tible pro­duit :

  • Des flammes
  • Du dioxyde de car­bone
  • De la vapeur d’eau.
  • De la cha­leur.
  • Des fumées.
  • Des cendres.
  • De la suie.

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 Les trois règles à res­pec­ter pour que la com­bus­tion puisse se réa­li­ser cor­rec­te­ment

  1. Le com­bus­tible et l’air doivent être inti­me­ment mélan­gés :
  • Le bois ou le char­bon doivent être cas­sés en petits mor­ceaux.
  • Le fuel bien pul­vé­ri­sé.
  • Le gaz bien mélan­gé avec l’air.

       2. La pro­por­tion d’air par rap­port aux com­bus­tibles doit être conve­nable :

  • Ni trop,
  • ni trop peu.

      3. Les com­bus­tibles doivent être por­tés à une cer­taine tem­pé­ra­ture sui­vant leur nature.

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 Le tirage

Au cours de la com­bus­tion, l’air doit être constam­ment renou­ve­lé pour appor­ter l’oxy­gène néces­saire à la com­bus­tion et les gaz qui sont pro­duits doivent être éva­cués.

Le mou­ve­ment de l’air et des gaz de com­bus­tion sont assu­rés grâce à l’a­mé­na­ge­ment d’une che­mi­née qui pro­voque le tirage.

Le prin­cipe du tirage

Le tirage se fait au niveau du foyer.
Les gaz résul­tant de la com­bus­tion sont chauds et s’é­lèvent dans la che­mi­née pro­vo­quant une dépres­sion au niveau du foyer.
Cette dépres­sion aspire l’air frais dans le foyer, l’oxy­gène appor­té favo­rise la com­bus­tion.

Le réglage du tirage

Il se règle à l’aide de clés appe­lées registres (ouras).

Lorsque le tirage est insuf­fi­sant

Il pro­voque une mau­vaise com­bus­tion et une mau­vaise éva­cua­tion des gaz dan­ge­reux (for­ma­tion de monoxyde de car­bone).
Il en résulte un gas­pillage de com­bus­tible et un encras­se­ment de la che­mi­née par la suie.

Lorsque le tirage trop fort

Ils entraînent un gas­pillage de cha­leur.

Lorsque le tirage natu­rel ne s’ef­fec­tue pas conve­na­ble­ment

Il faut pro­vo­quer le tirage méca­ni­que­ment par souf­flage ou par aspi­ra­tion.

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 Les com­bus­tibles

Les com­bus­tibles sont des corps qui ont la pro­prié­té de brû­ler en pré­sence du dioxy­gène de l’air et de pro­duire un déga­ge­ment de cha­leur appe­lé éner­gie calo­ri­fique…

Les com­bus­tibles se pré­sentent sous trois formes

  • Solides.
  • Liquides.
  • Gazeux.

Les com­bus­tibles solides

  • Les bois durs : le chêne, le hêtre, l’orme, le châ­tai­gnier, coquilles de noix…
    Ils brûlent en déga­geant beau­coup de cha­leur avec une flamme courte et de longue durée.
  • Les bois tendres : le tilleul, le peu­plier, « les rési­neux » …

Ils brûlent en don­nant moins de cha­leur avec une flamme longue et de courte durée.

La com­po­si­tion du bois

  • Car­bone 48 à 50 %. Hydro­gène 6 à 6,5 %, oxy­gène 42 à 45 %, azote 0,5 à 2 %

La com­po­si­tion du char­bon

  • Le lignite peut être employée sous forme de bri­quette pour le chauf­fage des fours à vapeur.
  • Le coke est uti­li­sé en bou­lan­ge­rie sous forme de car­bo­lux.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Foundry_Coke01.jpg

Les com­bus­tibles liquides

Ce sont le fuel lourd, le fuel léger, le fuel domes­tique.

  • Ils pro­viennent de la pre­mière dis­til­la­tion du pétrole.
    Seul le fuel domes­tique est uti­li­sé en bou­lan­ge­rie.
  • La com­po­si­tion du fuel
    Car­bone 82 à 87 %, hydro­gène 11 à 14 %, divers 1 à 6 %.

Les com­bus­tibles gazeux

  • Le gaz de ville pro­vient de la dis­til­la­tion de la houille.
  • Le gaz natu­rel pro­vient du sous-sol de cer­taines régions (un exemple LACQ).
    Il est com­po­sé de méthane.

Leur uti­li­sa­tion exige une ins­tal­la­tion aux normes pour évi­ter tout dan­ger.

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 Défi­ni­tion du pou­voir calo­ri­fique des com­bus­tibles

Le pou­voir calo­ri­fique d’un com­bus­tible repré­sente, la quan­ti­té de cha­leur déga­gée par la com­bus­tion com­plète après pres­sion constante de 1 kg de com­bus­tible solides liquides ou d’un m³ de com­bus­tible gazeux.

Pou­voirs calo­ri­fiques par kg des divers com­bus­tibles

  • Le bois dur sec : 12000 à 12500 kJ
  • Coke, car­bo­lux : 27000 à 28000 kJ
  • Fuel domes­tique : 44500 kJ
  • Gaz de ville : 17500 kJ
  • Gaz natu­rel : 37600 kJ

La cha­leur

Dif­fé­rence entre tem­pé­ra­ture et cha­leur

La tem­pé­ra­ture est la mani­fes­ta­tion exté­rieure de l’éner­gie calo­ri­fique conte­nue dans un corps.

La cha­leur est l’éner­gie calo­ri­fique conte­nue dans un corps.

 Les appa­reils de mesure de la tem­pé­ra­ture des fours

  • Un pyro­mètre à dila­ta­tion.
  • Un pyro­mètre ther­mo­élec­trique.
  • Un pyro­mètre laser.

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 La trans­mis­sion de la cha­leur d’un corps à un autre

Par conduc­tion :

Un corps chaud au contact d’un corps froid trans­met une par­tie de sa cha­leur à ce der­nier jus­qu’à sta­bi­li­sa­tion à tem­pé­ra­ture égale entre les deux corps.

Par convec­tion :

La trans­mis­sion de la cha­leur se fait entre un fluide (liquides ou gazeux) et un corps solide qui sont à des tem­pé­ra­tures dif­fé­rentes.

Par un rayon­ne­ment :

Tout corps émet un rayon­ne­ment calo­ri­fique, la cha­leur ain­si rayon­née pénètre les corps solides qu’elle ren­contre.

La trans­mis­sion de la cha­leur

http://profdeboulange.phpnet.org/technomitron/Flash/module9/course69a.htm

La trans­mis­sion de la cha­leur dans les fours

Dans les fours de bou­lan­ge­rie les trois modes de trans­mis­sion d’énergie entrent en jeu mais de manière inégale sui­vant les types de four.

Le calo­ri­fu­geage des fours

Calo­ri­fu­ger un four pro­duit c’est recou­vrir ses parois de maté­riaux de calo­ri­fuges, c’est-à-dire mau­vais conduc­teurs de la cha­leur.

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 Pour­quoi faut-il calo­ri­fu­ger les fours

  • Pour évi­ter de gas­piller la cha­leur pro­duite par la com­bus­tion.
  • Réduire le plus pos­sible les pertes éner­gé­tiques.

La pro­prié­té calo­ri­fuge que pos­sèdent cer­tains maté­riaux

L’air étant l’un des plus mau­vais des conduc­teurs d’éner­gie.

Le fait d’emprisonne de l’air dans un maté­riau per­met de créer un maté­riau calo­ri­fuge.

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 Deux types de maté­riaux calo­ri­fuges sont uti­li­sés pour iso­ler les fours

  • Les maté­riaux calo­ri­fuges de construc­tion.
  • Les maté­riaux calo­ri­fuges de rem­plis­sage.

Les prin­ci­paux calo­ri­fuges de construc­tion

  • Le béton cel­lu­laire.
  • Le béton Pons.
  • La brique de kie­sel­guhr.

Ils sont uti­li­sés pour la construc­tion des fours maçon­nés.

Les prin­ci­paux calo­ri­fuges de rem­plis­sage

  • La laine miné­rale.
  • La laine de verre.
  • L’al­fol (feuilles d’aluminium).

Ils sont uti­li­sés pour le mon­tage des fours métal­liques.

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 Le bilan ther­mique d’un four

Il se déter­mine en cher­chant le nombre de calo­ries :

  • Dépen­sées pour la chauffe du four (masse d’énergie dépen­sée).
  • Uti­li­sées réel­le­ment pour la cuis­son (masse de pâte réa­li­sée).
  • Per­dues au cours de la chauffe et de la cuis­son.

Cal­cul des calo­ries dépen­sées

Pou­voir calo­ri­fique des com­bus­tibles mul­ti­plié par la quan­ti­té de com­bus­tible uti­li­sé.

Cal­cul des calo­ries uti­li­sées réel­le­ment

Il faut comp­ter 200 calo­ries (837,36 joules) pour cuire 1 kg de pâte.

200 calo­ries (837,36 joules) X par la masse de pâte à cuire = calo­ries uti­li­sées réel­le­ment

Cal­cul des calo­ries per­dues

Calo­ries dépen­sées – calo­ries uti­li­sées = calo­ries per­dues

Com­ment limi­ter les pertes en calo­ries trop impor­tantes

  • Par le choix du four ache­té, sa dimen­sion doit être en rap­port avec la pro­duc­tion du pain à cuire.
  • Par le choix du com­bus­tible.
  • Par la conduite de la cuis­son (soles incom­plètes ou non uti­li­sées).
  • Par la conduite du tra­vail (cuis­son ne se sui­vant pas).
  • Par la conduite de la com­bus­tion.
  • Par la qua­li­té du four ache­té.

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 Le ren­de­ment d’un four

La cha­leur déga­gée par les com­bus­tibles n’est pas tota­le­ment uti­li­sée pour la cuis­son du pain.

La perte de cha­leur pro­vient

  • De la qua­li­té calo­ri­fuge des maté­riaux de construc­tion du four.
  • Des fumées qui s’échappent par la che­mi­née (convec­tions).
  • D’un manque d’é­tan­chéi­té de la sole, de la voûte, des côtés, des ouver­tures (convec­tions).
  • De la bouche du four (convec­tions).
  • Du foyer (rayon­ne­ments).
  • Des soles non uti­li­sées par les pâtons ou incom­plètes.

Le cal­cul du ren­de­ment ther­mique d’un four

cha­leur uti­li­sée / cha­leur pro­duite X 100 = ren­de­ment ther­mique
(Cuis­son du pain) / (com­bus­tible uti­li­sé) X 100 = ren­de­ment du four en %

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