Brevet FR2007176A1 — publié le 19700102

La présente invention a pour objet un dispositif de gazéification d'un liquide, par exemple de l'eau ou une boisson douce, par de l'acide carbonique, comprenant au moins deux cylindres en série , communiquant librement entre eux, la paroi inférieure du premier cylindre étant 5 pourvue d'un conduit d'admission de liquide et de gaz et le sommet du cylindre comportant un orifice de sortie pour le liquide gazéifié, conduisant à Tin dernier cylindre où le mélange se repose, appelé réservoir de ■tockage. ïïne telle installation est déjà utilisée pour l'eau et le 10 cidre (boissons douces). Dans une installation de type connu, pour l'eau minérale, on utilise un ou plusieurs cylindres de gazéification montés en parallèle, c'est-à-dire constituant une colonne d'injection et un cylindre supplémentaire de, gazéification qui sert aussi de réservoir ou bac de stockage. 15 ifiii de favoriser la saturation en gaz, ces cylindres sont souvent munis de godets ou d'éléments de remplissage de faibles dimensions (anneaux de RASCETG. ). Bans toutes ces installations de type connu, la pression dans le premier cylindre de gazéification (hauteur de la colonne d'eau 20 dans le cylindre) est limitée à une valeur au plus légèrement supérieure à la pression dans le réservoir de stockage. En vue du remplissage des bouteilles en eau minérale ou boisson douce, il est important que la pression de remplissage, à la teneur souhaitée en acide carbonique, du liquide, soit aussi faible que 25 possible. Une pression de remplissage plus élevée réduit la capacité du remplisseur de bouteilles. La pression de remplissage doit cependant être aussi élevée que la pression dans le réservoir de stockage. Cette dernière pression constitue, par conséquent, la pression minimale de remplissage. D'autre part, une pression plus élevée est nécessaire dans 50 le réservoir de stockage pour permettre une absorption définie de gaz dans un court laps de temps. ïïn premier objet de l'invention est de faire en sorte que la pression à laquelle s'effectue la première étape de gazéification puisse 69 13131 2 2007176- sans nécessiter d'appareillage spécial, être supérieure à celle du réservoir de stockage. Cet objectif est atteint selon l'invention en reliant le conduit de sortie du mélange liquide-gaz du premier cylindre de gazéification à au moins une autre colonne ascendante dont l'orifice de sortie est relié au 5 réservoir de stockage. Grâce à cette caractéristique suivant laquelle deux ou plusieurs colonnes sont reliées en série, la pression dans le premier cylindre de gazéifi -cation s'accroit de la pression hydrostatique dans la ou les colonnes ascendantes suivantes. ■)0 Un accroissement supplémentaire de la pression de liquide dans la zone de gazéification de l'installation peut être obtenu en prévoyant au moins un rétrécissement ou Tin obturateur réglable sur la conduite reliant le premier cylindre de gazéification au réservoir de stockage. Selon un mode de réalisation de l'installation conforme à 15 l'invention, le conduit d'évacuation du mélange liquide-gaz du premier cylindre de gazéification débouche au fond de la seconde colonne ascendante placée à l'intérieur du réservoir de stockage, cette colonne étant ouverte à son sommet. Se cette manière, on réalise un agencement compact qui permet une durée de gazéification encore plus longue. L'installation selon l'invention 20 présente, en outre, l'avantage de pouvoir être facilement nettoyée par curage au moyen d'un liquide d'entraînement puisque l'installation est constituée essentiellement par des cylindres lisses. De plus, l'invention peraet d'obtenir le même taux de gazéification avec une installation de plus faible hauteur que celle des installations de type connu donnant le mime résultat. 25 Selon un autre mode de réalisation le conduit d'évacuation du mélange liquide-gaz du premier cylindre de gazéification pénètre dans la seconde colonne ascendante par le fond du réservoir de stockage . De la sorte , il devient possible d'utiliser trois colonnes en série. XL est même possible que la gazéification de même que le trai-30 tement ultérieur et, finalement, la mise au repos du mélange, s'effectuent dans un seul récipient,à savoir, dans le cas où, selon l'invention, le premier cylindre de gazéification est au moins en partie disposé à l'intérieur de la seconde colonne ascendante, l'orifice de sortie du mélange liquide - gaz étant constitué par une cloche entre la paroi du premier cylindre et la seconde 35 colonne ascendante, la cloche comportant un passage à proximité de son bord inférieur. EL peut se produire que, du fait de la pression régnant dans le .«./... 69 13131 3 2007176* cylindre de gazéification, une quantité insuffisante de gaz puisse être aspirée, de sorte que le degré optimal de saturation ne puisse pas êt±e atteint dans ce cylindre. Ceci est dû au fait que, par suite de la faible quantité de 5 gaz libre l'effet de barbotage des bulles de gaz ascendantes décroit. L'invention permet d'obtenir une meilleure saturation. Outre la production d'eau minérale, l'invention a particulièrement pour objeè, un dispositif pour la production de cidre, muni d'un conduit d'admission pour le sirop. 10 Une solution connue consiste à ajouter le sirop à l'eau dé jà saturée, le mélange eau / sirop n'étant cependant pas soumis à une saturation ultérieure. Ceci implique, cependant, que le degré de saturation de l'ensemble du mélange baisse de manière appréciable. 15 Dans d'autres installations de type connu on utilise des systèmes à rangées de boules ou de plaques le long desquels le mélange sirop /eau ruisselle afin d'obtenir la gazéification recherchée . Du point de vue de la technique de nettoyage ce procédé présente de nombreux inconvénients. 20 C'est un objet de l'invention de réaliser une installation dans laquelle ces inconvénients sont éliminés. Le résultat est obtenu en reliant le conduit d'admission du sirop, à l'orifice de sortie du mélange liquide / gaz, du premier cylindre de gazéification. Grâce à cela le sirop est parfaitement mélangé à l'éau gazéifiée, par suite de la présence 25 de bulles de gaz remontant à travers le mélange . De plus, cela permet une absorption de gaz supplémentaire dans la boisson déjà mélangée. En outre il n'y a pas de risque de formation de mousse comme cela peut se produire lorsque le sirop est mélangé à l'eau avant d'entrer dans le premier cylindre de gazéification par les injecteurs. 30 L'installation se compose en outre de cylindres lisses, ce qui évite par conséquent les angles morts et les interstices désavantageux pour le nettoyage. Puisque le mélange liquide / gaz après avoir quitté le cylindre de gazéification peut parcourir un chemin considérable avant 35 d'entrer dans le réservoir de stockage, le conduit servant au mélange liquide /gaz sortant du premier cylindre de gazéification est, selon l'invention, muni d'une admission supplémentaire de gaz à l'état finement dispersé. Ces fines bulles de gaz peuvent être incorporées au liquide 69 13131 4 2007176 pendant le reste de sa course. L'invention sera maintenant décrite de manière plus complète en se référant au dessin annexé dans lequel trois modes de réalisation de l'installation selon l'invention sont représentés. 5 La figure 1 montre une installation dans laquelle le premier cylindre de gazéification est sépaxé du reste de l'installation. La figure 2 représente une variante du mode.de réalisation de l'installation selon la figure 1. La figure 3 illustre un mode de réalisation plus compact. ■jq L'installation selon les figures 1 et 2 est constituée de deux cylindres ou féservoirs 1 et 2 reliés -par un conduit 3. On effectue la pré-gazéification du liquide dans le cylindre 1. A cet effet,le fond de 'ce cylindre est relié à un conduit d'admission 4> du liquide et à un orifice d'admission 5 du gaz. ■je Le conduit d'admission 4 est relié à une pompe débit-mètre 6 qui aspire le liquide venant d'un désaérateur 7 . L'admission 5 est reliée par un tuyau 8 au sommet du réservoir 2 - Le cylindre 2 sert de réservoir de stockage dans lequel repose le mélange et, dans lequel aussi le gaz excédentaire est séparé du liquide. - Le fond du réservoir 2 est muni d'un conduit 9» 20 muni d'une pompe 10, qui refoule le mélange final liquide / gaz (par exemple eau minérale ou cidre) vers une machine de remplissage des bouteilles. Selon l'invention, le conduit 3 d'évacuation du mélange liquide/gaz venant du premier cylindre de gazéification 1, est relié à une autre colonne ascendante 11 dont l'orifice de sortie débouche dans le réservoir 25 de stockage 2 . Dans ce but, le conduit d'évacuation 3 se prolonge jusqu'au voisinage du fond de la seconde colonne ascendante 11, qui débouche à son sommet et se trouve à l'intérieur du réservoir 2 . Un conduit d'admission 12, du sirop, est relié au conduit 3» à proximité du sommet du réservoir 2, ce conduit partant d'une pompe débit -30 mètre 13, raccordée à la pompe débit mètre 6. De cette manière, le sirop peut être mélangé sans risque au liquide gazéifié, un mélange complémentaire étant effectué dans le passage ascendant adjacent, à l'intérieur de la colonne 11, le mélange étant favorisé par les bulles de gaz ascendantes. 35 Dans le mode de réalisation de la figure 1, le mélange s'écoulant du bord supérieur de la colonne ascendante 11, pénètre dans le réservoir de stockage 2. 69 13131 5. 2007176' De cette manière le produit final désiré est collecté à la partie inférieure du réservoir 2, tandis qu'à la partie supérieure il y a une certaine quantité de gaz qui est aspirée dans le cylindre de gazéification 1 par la canalisation 8. 5 Par un conduit 14» on alimente le réservoir 2 par du gaz venant d'une source (non représentée sur le dessin) de manière à maintenir la pression désirée dans ce réservoir. Cette pression est habituellement comprise entre 2 et 5 atmosphères et peut être lue sur un manomètre 15. La seconde colonne ascendante 11 permet de maintenir la 10 pression dans le premier cylindre de gazéification 1 à un niveau supérieur à celui de la pression dans le réservoir 2. De plus l'intervalle de temps de contact entre les bulles de gaz et le liquide est accru, ce qui améliore le degré de saturation. Il y a , en plus, une période de contact assez longue du 15 sirop avec le liquide et avec le gaz disponible qui améliore la qualité du produit final. Dans le mode de réalisation selon la figure 2 le conduit d'écoulement 3 est relié à la paroi inférieure de la deuxième colonne ascendante 11 à travers le fond du réservoir de stockage 2. Un conduit d'alimenta-20 tion supplémentaire 16 , de gaz à l'état finement dispersé, est relié au conduit 3 de mélange liquide / gaz venant du premier cylindre de gazéification 1. Un conduit 17 et une pompe 18 sont aussi prévus, qui amènent ce gaz de la partie supérieure du réservoir 2. Une cloche 19 recouvre la partie supérieure ouverte de la colonne 11, cette cloche laissant au voisinage de sa partie 25 inférieure, un passage libre vers une troisième colonne ascendante 20. Pour le reste, la construction du réservoir 2 est semblable'à celle décrite en se référant à la figure 1 . L'utilisation d'une troisième colonne ascendante permet d'obtenir une plus forte pression dans le cylindre 1 et une plus longue période de contact entre les divers constituants. 30 Dans le mode de réalisation, selon la figure 3 le premier cylindre de gazéification 1 est, au moins, en partie, placé dans la deuxième colonne ascendante 11 . Les moyens d'évacuation du mélange liquide / gaz hors du cylindre 1 sont constitués par une cloche 21 placée entre la paroi du cylindre 1 et la colonne 11. 35 Cette cloche offre un passage au voisinage de son bord inférieur, pour permettre au liquide gazéifié de remonter dans l'espace entre la paroi extérieure de la cloche 21 et la paroi intérieure de la colonne 11 et de s'acheminer par le bord supérieur dans l'espace libre du réservoir 2. •/ V 69 13131 6 2007176 Pour agir sur la pression dans le cylindre central 1 et sur le laps de temps pendant lequel le mélange liquide / gaz reste dans les diverses parties annulaires du passage que constitue la cloche 21, il peut être prévu à l'extrémité supérieure de la colonne 11 un obturateur réglable ou étrangle-5 ment 22 . Le conduit d'admission 12 du sirop est relié à la partie supérieure de la cloche 21, de sorte que le mélange avec l'eau gazéifiée et les bulles de gaz encore présentes peut s'effectuer sur un parcours considérable. Il faut noter qu'un obturateur réglable peut être aussi prévu en un endroit plus en amont, par exemple entre le cylindre de gazéificationlet la colonne 11 qui y 10 est reliée (voir figure 2). Ceci ne s'applique pas seulement au mode de réalisation de la figure 2 mais aussi à celui de la figure 1. Les avantages de l'installation, selon l'invention, peuvent se résumer comme suit : 15 - Dans le cylindre de gazéification, 1'absorption peut s'effectuer sans utiliser de régulateur de pression, et, ceci, sous une pression de gazéification plus forte que la pression de réglage du réservoir de stockage. - La période de contact entre le gaz et le liquide peut être 20 considérablement augmentée. - La hauteur de l'installation peut être réduite à égalité de pression de gazéification, par rapport aux installations de type connu. - L'alimentation en sirop ne provoque pas de diminution de la teneur en gaz du produit final par rapport au degré de saturation initial 25 du mélange liquide/gaz, avant que celui-ci n'entre en contact avec le sirop. - Le nettoyage de l'installation est beaucoup plus simple que dans certaines installations connues, dans lesquelles on utilise des systèmes de boules ou de plaques, en sorte qu'avec une perte de temps infé- 29 rieure on peut passer d'un produit à un autre. •« • j • • * 69 13131 7 2007176 - REVENDICATIONS - 1/ - Installation pour gazéifier un liquide, par exemple de l'eau, avec de l'acide carbonique, comprenant au moins deux réservoirs, par exemple cylindriques, montés en série, et communiquant librement entre eux, le 5 premier cylindre comportant à sa paroi inférieure un conduit d'admission de liquide et de gaz, et, à son sommet , un conduit de déversement du liquide gazéifié vers le dernier cylindre dans lequel le mélange repose (réservoir de stockage), cette installation étant caractérisée en ce que,le conduit de déversement (3) du mélange liquide /gaz provenant du premier cylindre de gazéifi-10 cation (1), est relié à au moins une autre colonne ascendante (11) dont l'orifice de sortie communique avec le réservoir de stockage (2), ceux-ci étant ainsi montés en série. 2/ - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le raccordement entre le premier cylindre de gazéification (1) et le 15 réservoir de stockage (2) est muni d'au moins tua étranglement ou obturateur réglable (22). 3/ - Installation selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le conduit de déversement (3) du mélange liquide/gaz provenant du premier cylindre de gazéification (1), débouche au fond d'une seconde 20 colonne ascendante (11), disposée à l'intérieur du réservoir de stockage (2), cette colonne étant ouverte à son sommet. 4/ - Installation selon la revendication 3s caractérisée en ce que le conduit de déversement (3) du mélange liquide/gaz, provenant du premier cylindre de gazéification (1), pénètre dans la seconde colonne ascen-25 dante (11) par le fond du réservoir de stockage (2). 5/ - Installation selon la revendication 3 caractérisée en ce que le premier cylindre de gazéification (l) est placé, au moins en partie, à l'intérieur de la seconde colonne ascendante (11), l'orifice de sortie du mélange liquide/gaz étant constitué par une cloche(2l) située entre la paroi du 30 premier cylindre et la deuxième colonne ascendante, la cloche offrant un passage au voisinage de son bord inférieur. 6/ - Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, en particulier pour la fabrication de cidre, munie d'un conduit d'admission pour le sirop, caractérisée en ce que le conduit d'admission du 35 sirop est relié à l'orifice de sortie du mélange liquide/gaz, provenant du premier cylindre de gazéification. 69 13131 8 2007176 7/ - Installation selon la revendication 6, en combinaison avec la revendication 5» caractérisée en ce que le conduit d'alimentation en sirop est relié au sommet de la cloche à l'emplacement de l'extrémité supérieure ouverte du premier cylindre de gazéification. 5 8/ - Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conduit de mélange liquide / gaz, sortant du premier cylindre de gazéification (l), est muni d'un conduit d'admission supplémentaire (16) de gaz à l'état finement dispersé. 9/ - Installation selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu un désaérateur (7) en amont du conduit d'admission du premier cylindre de gazéification .