Brevet FR2016571A1 — publié le 19700508

La présente invention concerne un dispositif de filtration permettant d'extraire un liquide d'un mélange de liquides et de solides sous vide et sous l'action de la pression d'un liquide, ainsi que l'utilisation d'un tel dispositif de filtration pour réchauffer rapidement un mélange de solides et de liquides à de faibles différences de température ainsi que l'utilisation d'un tel dispositif de filtration dans une installation destinée à l'extraction en cnntre-courant dans laquelle les matières traitees passent par des cellules séparées les unes des autres. Le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un dispositif de filtration permettant avec une surface de filtration extrêmement petite d'obtenir une extraction optimum du liquide sans que les particules solides soient broyées, sinon les particules selides broyées passeraient à travers les trous ou les fentes du filtre. Jusqu'à présent, on était d'avis qu'il était nécessaire d'agrandir la surface de filtration lorsque, étant donné une surface de filtration donnée, l'extraction du liquide d'un mélange de solides et de liquide était insuffisante. A l'encontre de ce qui précède, l'invention part de cette conception qu'il est possible d'extraire d'un mélange de solides et de liquide d'une teneur en solides de 40 % selon une quantité telle que la teneur en solides reste ou se maintienne au-dessous de 60 % environ. Si cette valeur est dépassée, les solides s'agglomèrent si étroitement qu'ils deviennent immobiles et empêchent-le fluide de continuer de les traverser. Pour le transport des solides, des moyens mécaniques sont nécessaires qui les détruisent lorsqu'ils se déplacent au-dessus de la surface du filtre. Pratiquement, cela signifie que l'on doit amener sur le tamis une quantité allant du quadruple au quintuple du mélange solides liquide, afin de pouvoir extraire du mélange une partie du liquide à travers le filtre. Suivant l'invention ce problème est résolu du fait que le filtre est constitué de la manière connue par un filtre cylindrique à l'intérieur duquel le conduit amenant le mélange de solides et de liquide est raccordé à l'une des extrémités tandis que le conduit par lequel sont évacués les solides épaissis sont raccordés à l'autre extrémité, le filtre étant entouré de la manière connue d'une enveloppe à l'intérieur de laquelle les tubulures. d'évacuation du liquide et des gaz sont raccordées, une vis sans fin à rotation rapide étant montée à l'intérieur du filtre cylindrique dont le diamètre est égal ou.sensiblement égal au diamètre intérieur du filtre cylindrique, le régime de rotation de la vis sans fin étant calculé de telle sorte que chaque portion de la surface du filtre soit nettoyée par les pas de la vis sans fin au moins toutes les cinq secondes, et de préférence une fois par seconde. L'invention permet d'obtenir que la vis sans fin à rotation rapide fait passer positivement une quantité suffisante de mélange solides et de liquide sur la surface de filtration qui est relativement petite sans que les particules solides soient broyées et sans que la surface du filtre soit bouchée ou obstruée. Des essais ont montré qu'un dispositif de filtration constitué suivant l'invention atteint une augmentation de rendement de 1000 % par rapport au dispositif de filtration usuel. Un dispositif de filtration établi suivant l'invention est particulièrement approprié pour réchauffer un mélange de solides et de liquide sensibles aux températures comme est par exemple un moût de betteraves sucrières à de faibles difxcxênces de tempé- rature et en maintenant la température maximum admissible. A cet effet, il est prévu suivant l'invention de renvoyer le liquide séparé après l'avoir fait passer plusieurs fois par un réchauffeur, dans'lue réservoir contenant le mélange de solides et de liquide. En outre, un dispositif de filtration établi suivant l'invention peut être utilisé avec un avantage particulier dans une installation dans laquelle l'extraction se produit en contre-courant, c'est-à-dire dans laquelle les solides et le liquide d'extraction sont dirigés en contre-courant à travers des cellules séparées les unes des autres. A cet effet, il est prévu suivant l'invention qu'en amont de chaque cellule est monté, séparé de cette cellule un dispositif de filtration établi suivant l'invention, le volume de débit du dispositif de filtration étant adapté au temps d'extraction des matières traitées par diminution du diamètre du filtre cylindrique proportionnelle au nombre des cellules.De cette façon, il est possible d'extraire par lixiviation des ma tières difficiles à traiter, ayant tendance à se coaguler, comme par exemple les'dattes, les figues , les raisons secs en vue de récupérer du sucre, des déchets tels que des os broyés, des morceaux de peau et des déchets de cuir en vue de récupérer de la colle forte, et également des copeaux de bois afin de récupérer de la cellulose. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation possibles de l'objet de l'invention. La fig. 1 représente une installation permettant de réchauffer rapidement un mélange de solides et de liquide. La fig. 2 représente une installation d'extraction en contrecourant. On a désigné par la référence 1 sur la fig. 1 un récipient cylindrique destiné par exemple à contenir un mélange de solides constitué par des cosses de betteraves sucrières et par du jus. Afin d'empocher la décomposition de ce mélange, il est prévu dans le récipient un agitateur 2 de type connu. Le mélange de solides et de liquide est envoyé au récipient 1 par un conduit 4 à partir d'un réservoir 3 placé en hauteur. Le mélange de solides et de liquide chauffé est évacué par une tubulure 5. Suivant l'invention, il est prévu un filtre cylindrique 6 disposé au-dessus du réservoir ou récipient 1 et dans lequel est montée une vis sans fin 8 à rotation rapide entrainee par un moteur 7. Les pas de la vis sans fin touchent à peine le filtre 6 et leur régime est calculé de telle sorte que les pas de cette vis passent une fois par seconde en chaque point du filtre 6. Le diamètre du filtre 6 est déterminé par la quantité et le type des matières à traiter et n'est par. exemple que de 200 mm dans le cas de cosses de betteraves sucrières malaxées. Le filtre 6 est entouré par un bottier 9 dont l'extrémité inférieure est raccordée au récipient 1 par la tubulure 10. Une autre tubulure 11 allant du point supériewAfu filtre 6 traverse, de façon étanche aux liquides, la paroi du bottier 9, le filtre présentant à cet endroit un orifice approprié. A l'extrémité inférieure du bottier 9 est raccordé un tube 12 allant à une pompe 13 dont la tubulure de refoulement 14 est raccordée à un réchauffeur 15. Du réchauffeur 15 part un conduit tubulaire 16 allant au récipient 1. La tubulure 17 représentée à l'extrémité supérieure du bottier 9 sert à évacuer les gaz qui se sont séparés d'eux-mêmes. Etant donné la position en hauteur d@@@@ cipient @, l'ensemblr de l'installation se trouve sous la rassion du fluide. La poitpe 13 produit dans ''espace comprison entre le boîtier 9 et le filtre cylindrique 6 une dépression par laquelle le fluide est extrait Qu mélange de solives et de liquide qui se trouve à intérieur du filtre 6.Les solides parviennent ainsi sur la paroi intérieure du filtre E et cet endroit sont renvoyés dans le sens axial à travers le tul@uldre 10 ans le récipient cylindrique 1 par la vis sans fin 3 qui tourne a très grand régine, et sans être entraînés selon un mouvement giratoire. Par suite de cette dépression, les solides adhèrent si fortement à la paroi relativement rugueuse du filtre 6, qu'ils ne sont pas entraînés en rotation par les pas li@ses @@ la vis sans fin 8, ce oui assure l'action de transport de la vis sans fin 6.Le jus aspiré par la pompe 13 est renvoyé dans le réchauffeur 15 où il est amené a la température admissible, puis, c' travers le conduit 16, dans le récipient 1 dont le contenu atteint la température désirée après plusieurs révolutions effectuées par le jus. 'fin d'obtenir l'effet optimum du filtre 6, on augmente la quantité de jus en circulation en ouvrant la vanne 18 disposée dans le conduit de refoulement de la pompe 13. an conséquence, la dépression qui règne dans le conduit d'aspiration 12, ou dans le récipient 9 augmente, ce qui peut être par exemple lu sur un vacuomètre 19. En augmentant le régime de la vis, il est possible d'augmenter encore cette dépression. Il est sans in térêt d'augmenter le régime de la vis s'il ne doit pas en résulter une diminution de la dépression. Dans ce cas, le rendement optimum du filtre 6 est atteint. L'installation pour extraction en contre-courant représentée sur la fig. 2 est essentiellement constituée par un récipient 21 de forme allongée servant à la réception du mélange de solides et de liquide à traiter et dans lequel tourne un agitateur 22. Le récipient 21 est divisé, subdivisé par des cloisons 23 par exemple en quatre cellules, I, Il, III, IV. Le nombre des cellules peut être augmenté selon la matière traiter.Le mélange de solides et de liquide est envoyé à la cellule I d partir du recipient surélevé 24 dans lequel est également ponté un dispositif agitateur, en passant par le conduit 25 dans lequel est rationnellement montée une pompe 26. @n aval des cellules I, II, III est monté un dispositif de filtration respectivement 6, 7, 8, 9 représente sur la fic. 1, chacun de ces dispositifs étant en communication par un conduit Il avec la cellule précédente et par u@ conduit 10 avec la cellule suivante, Le liquide de lixiviation, par exemple de l'eau, destiné à extraire les matières contenant du sucre est amené à l'extrémité de la cellule IV à partir d'un récipient surélevé 26 cont 10 niveau, ré@@é par un flotteur, est placé à une hauteur telle que @es résistances au passage du liquide opposées par l'installation soient surmontées. La matière extraite est évacuée de la cellule IV au moyen d'une vis sans fin 27 associée au filtre. Le liquide séparé ar la vis sans fin 27 et par les dispositifs de fileration 6, 7, 8, 9 est envoyé par les conduits 29 raccordés @u boîtier 9 dans la cellule précédente et hors de la cellule I du poste d'utilisation. Pour le malaxage des solides introduits dans le récipient 24, il est prévu un conduit raccordé au r@cipient 9 allant à une pompe 30. @@ te pompe refoule une partie du liquide enrichi des matières d'extraction dans le récipient 24 en passant par le réchauffeur 31. Tandis que le liquide enrichi d'un haut pourcentage de ma @ières d'extraction est extrait des solides qui se trouvert dans la cellule I par le dispositif de filtration 6, 7, 8, 9, mont@ en aval, ce liquide tant traite et servant en partie au @alaxage des solides, le mélange de solides et de liquide obtenu parvient dans la cellule II dans laquelle se trouve un mélange de solides et de licuide de concentration plus faible. De ce mélange, on e,- trait de nouveau par le dispositif de filtration monté en aval une partie du liquide qui est envoyée dans la cellule précédente I. Ce processus se répète de cellule en cellule, le mélange de solides et de luquide sortant du dispositif de filtration étant envoyé dans une cellule dans laquelle le mélange ce solides et Or liquide présente une concentration de natières d'extraction plus faible. Les solides extraits de cette dernière cellule sont largement libérés de leur matière d'extraction. Les installations que montrent les fig. 1 et 2 fonctionment l'abri de l'air ce qui exclut les effets défavorables des bactéries sur les matières d'extraction. Selon le type des solides à entraire, les crifices de passage du filtre cylindrique 6 pauvent être constitués pat des treus circulaires ou par des fentes. Les dinemsions des orificos de pa@@@ge sont cal@ulies selon la grosseur du grain de la matidre @@ @raire. @@ r@@derent des divers dispositifs ce filtration est @dapt@ @@ te@@ps @@@ @@ztruotion n@co@@@ir@ es @atidres @'extraction @tilisée@ dane @@a@@e @es, et @eci en proportion du nomhve des collul@s. @'installation que montre la fig. 1 fonctionne, @ l'opposé de l'installation que manrne la fig. 1 sans pompe de cireulati@a, et sirplenemt par l'offet de la pression enercée par la colonne de liquide pesant sur le récipient 21. Les détails de réalisation peuvent @tre modifiés sans s'écar @@@ @@ l'invention dans le domaine des @@oivalences techniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de filtration utilisable pour extraire un liquide d'un mélange de solides et de liquide place l'abri de l'air et sous l'action d'une pression exercée par un liquide, caractéris en ce que le filtre est constitué e la manière connue par un filtre cylindrique (6) à l'une ces extrër,;;ités et à l'intérjetr duquel est raccordé le tube d'amenée du mélange @e solides et 32 liquide, et, à l'autre extrémité 1 conduit d'évacuation (10) des solides épaissis, ce conduit (10) étant entouré de la manière connue d'une enveloppe (9) a l'intérieur duquel sont raccordées les tubulures d'évacuation (10, 17) du liquide et des gaz, une vis sans fin rotation rapide étant montée à l'intérieur du filtre cylindrique, aont le diamètre est égal ou sensiblement gal au diamètre intérieur du filtre cylin sans fin (ç) étant calculé de telle sorte que chaque surface partielle du filtre (6) soit nettoyée par les pas de la vis au moins toutes les cino secondes, et de préférence une fois chaque seconde. 2. Utilisation d'un dispositif de filtration destiné à chauffer rapidement un mélange de solides et ce liquide avec de faibles différences de températures, caractérisée en ce que le liquide séparé entraîné plusieurs fois en circulation, est ramené en passant par un réchacffeur dans le récipient de mélange de solides et de liquide. 3. Utilisation d'un dispositif de filtration dans une installation d'extraction en contre-courant, dans laquelle les matières traitées passent à travers des cellules séparées, caractérisée en ce qu'en aval de chaque cellule est ronté un dispositif de filtration séparé de cette cellule, le volume de transfert ou de transport du dispositif de filtrationétant proportionnellement adapté, selon le nombre des cellules au temps d'extraction des matières traitées, par limitation ou réduction du diamètre du cylindre.