Brevet FR2199474A1 — publié le 19740412

La présente invention concerne un procédé d'extraction, hors d'une matière première, d'un produit soluble à l'aide d'un solvant et une installation pour sa mise en oeuvre. Un tel procédé peut par exempte etre mis en oeuvre pour extraire le sucre de la betterave sucrière en utilisant de l'eau comme solvant, ou encore pour extraire de l'huile de l'ar achide ou du colza ou encore de la graisse animale de la farine de viande, enutilisant, comme solvant, un hydro-carbure complexe. Les extracteurs connus sont tous constitués par un ensemble mécanique important et inextensible. En outre, la majorité d'entre eux ne possède pas de moyens de brassage de la matière et du solvant En effet, si certains sont constitués par des cylindres rotatifs permettant de brasser la matière et le solvant, soit ils comportent plusieurs cylindres horizontaux qu'il faut charger de manière discontinue, soit ils comportent un très grand cylindre fonctionnant en continu mais dont le prix de revient est très important, et ce cylindre est non seulement très volumineux, mais encore très onéreux car il comporte un agencement intérieur tel que la matière et le solvant circulent en sens inverse lorsque le cylindre tourne. Les autres extracteurs connus, d'un prix de revient inférieur à ceux précités, mettent en oeuvre un procédé de percolation. Dans certains la matière est transportée sous forte épaisseur, à l'aide d'une bande sans fin perméable au solvant, en meme temps qu'elle est arrosée par le solvant qui est récupéré au-dessous de la bande de manière à être rédistribué à contre courant de la matière première. Dans d'autres extracteurs, la matière première est déposée dans des bacs dont le fond est perforé et qui sont disposés circulairement. Des moyens d'arrosage sont disposés au-dessus de ces bacs, en outre; des moyens sont prévus pour que le dispositif d'arrosage tourne au-dessus des bacs, ou que les bacs tournent au-dessous du dispositif d'arrosage. Dans ces deux types d'installation, le solvant est récupéré de manière à être réutilisé à contre courant de la matière première. Ces dispositifs présentent un inconvénient majeur qui résulte de la formation de mottes et de circuits préférentiel: de sorte que le rendement ou'ils autorisent est relativement faible. La présente invention vise à remédier a ces inconv#nients A cet effet, le procédé qu'elle concerne consiste à traiter la matière première dans des décanteurs successifs disposés en une suite d'étages, à transférer cette matière d'étage en étage, à contre-courant du solvant, en opérant un brassage de la matière et du solvant lors de chaque transfert, et à distiller le solvant à la sortie de l'étage d'entrée de la matière pour en extraire le produit soluble recherché. L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend une pluralité d'étages dont chacun est constitué par un décanteur, auquel sont associés des moyens pour introduire et mélanger la matière et le solvant, des moyens pour extraire la matière et la transférer à l'étage suivant, et des moyens pour prélever le solvant et le transférer à l'étage précédent. Comme on le voit, grâce à ce type d'installation, d'une part les transferts successifs de matière et de solvant assurent le brassage nécessaire à l'amélioration du rendement du procédé en évitant la formation de mottes et de circuits préférentiels et, d'autre part, permettant d'adapter très facilement une installation au débit recherché et éventuellement de la modifier en vue d'une variation de ce débit. Cette installation est donc beaucoup plus souple que toutes celles connues jusqu'alors. Dans une première forme d'exécution de l'invention, le décanteur de chaque étage est constitué par une cuve comportant un fond incliné de haut en bas depuis son extrémité entrée en direction de son extrémité sortie, des moyens pour introduire la matière première et le solvant du côté de l'extrémité entrée du décanteur, à proximité de son fond, des moyens pour extraire la matière avec la quantité minimale de solvant du coté de son extrémité sortie, à proximité de son fond, des moyens pour prélever le solvant chargé de produit soluble du côté de l'extrémité sortie de ce décanteur, à proximité de son bord supérieur, pour maintenir constant le niveau du solvant dans ce décanteur. Dans une forme d'exécution préférée de cette installation, les moyens pour introduire la matière première et le solvant sont combinés et comprennent une pompe aspirante et foulante dont l'orifice de refoulement est relié, par une canalisation équipée d'un organe de réglage des pertes de charge, à l'entrée du décanteur considéré et dont l'orifice d'aspiration est relié à la canalisation de prélèvement du solvant dans le décanteur suivant et à la canalisation d'extraction de la matière première du décanteur précédent, chacune de ces canalisations étant également équipée d'un organe de réglage des pertes de charge. Les trois organes de réglage précités permettent de régler le fonctionnement de l'étage considéré. Dans une forme d'exécution perfectionnée, la pompe aspirante et foulante est équipée d'un by-pass muni d'un organe de réglage des pertes de charge permettant de recycler une partie importante du mélange matière première-solvant aspiré et par conséquent d'améliorer les conditions de brossage de ce mélange. Suivant une disposition particulièrement intéressante de cette installation, le décanteur comporte des chicanes intérieures ayant pour effet d'assurer d'abord le mélange et ensuite la séparation de la matière première et du solvant au fur et à mesure de leur progression en direction de l'extrémité sortie du décanteur. Suivant encore une autre caractéristique de cette installation à chaque décanteur est associée une pompe auxiliaire aspirante et foulante prélevant le solvant à côté de l'extrémité sortie du décanteur et à proximité de son bord supérieur et le refoulan#u côté de l'extrémité entrée du décanteur au voisinage de son fond. Suivant une variante d'exécution de l'invention, chaque décanteur est constitué par un réservoir dont la section est faible par rapport à sa hauteur et auquel sont connectées, d'une part, à proximité de son fond, la canalisation d'extraction de la matière première hors du décanteur précédent et la canalisation de prélèvement du solvant dans le décanteur suivant, et d'autre part, à son extrémité supérieure, une canalisation de prélèvement du solvant en vue de son transfert en direction du décanteur précédent, et sensiblement dans sa partie médiane, une canalisation d'extraction de la matière première en vue de son transfert au décanteur suivant. Naturellement, les canalisatiohs de prélèvement du solvant et d'extraction de la matière première comportent chacune une pompe aspirante et foulante. Avantageusement, comme dans l'exemple précédent, il est prévu une pompe auxiliaire de recyclage du solvant dont l'orifice d'aspiration est relié au voisinage de l'extrémité supérieure du décanteur et dont l'orifice de refoulement est connecté au fond du décanteur. Chacune des canalisations précitées comporte avantageusement un organe de réglage des pertes de charge. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de l'installation pour la mise en oeuvre de ze procédé Figure 1 illustre le procédé selon l'invention Figures2 et 3 représentent chacune un étage d'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Comme le montre la figure 1, le procédé selon l'invention consiste à disposer d'une pluralité de décanteurs 2 numérotés de (1) à (n), disposés en une succession d'étages et à transférer la matière première d'étage en étage par l'intermédiaire de canalisations d'extraction 5 et d'entrée 4 de telle sorte que cette matière entre dans le décanteur 2 de l'étage (1) et sorte par le décanteur 2 de l'étage (n) après avoir passé par les décanteurs 2 des étages intermédiaires (il), (i) et (i + 1). Simultanément, le solvant est transféré, au moyen de canalisation de prélèvement 5 et d'entrée 6, depuis le décanteur 2 de I' étage (n) jusqu'au décanteur 2 de l'étage (I) en passant, lui aussi, par les décanteurs 2 des étages intermédiaires (i + 1), (i) et (i - 1). Comme on le voit la matière et le solvant circulent à contre courant et cette circulation, qui est nécessaire pour permettre leur transfert d'un étage à l'autre, assure en même temps leur mélange. Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 2, chaque décanteur de l'installation est constitué par un décanteur 2a dont le fond 2 est incliné de haut en bas depuis son extrémité entrée 8 en direction de son extrémité sortie 9. Ce décanteur 2a constitue, par exemple celui de l'étage (i). A l'extrémité entrée de ce réservoir 2a, est connectée, à proximité du fond 2, une canalisation 11 servant à l'introduction dans le décanteur 2a de la matière première et du solvant. Cette canalisation Il joue donc le rôle des canalisations 4 et 6 du schéma de la figure 1.A cette canalisation Il sont connectées la canalisation d'extraction de la matière première 3 de l'étage précédent (i - 1), et la canalisation 5 de prélèvement du solvant dans 1' étage suivant c'est à dire dans l'étage (i + i). On retrouve les canalisations 3 et 5 associées au décanteur 2a du côté de l'extrémité sortie 9 de ce décanteur, la canalisa tion 5 par laquelle le solvant est transféré sur le décanteur 2a précédent d'ordre (i - 1) et la canalisation 5 par laquelle la matière première est transférée au décanteur suivant c'est à-dire d'ordre (i + 1). Sur la canalisation Il est montée une pompe 12 dite pompe principale. Entre cette pompe 12 et le décanteur 2a la canalisation Il est équipée d'une vanne 13 et chacune des canalisations 2 et 5 situées en amont de la pompe 12 est équipée d'une vanne respectivement 14 et 15. Ces vannes 14 et 15 permettent de régler les proportions du mélange aspiré ainsi que la vitesse de transfert de ce mélange. Dans une variante, la pompe 12 est équipée d'un by-pass 16 muni d'une vanne 17 ce qui permet d'accélérer le débit de la pompe en recyclant une partie du mélange et par conséquent dtamé- liorer ce mélange et le rendement de l'installation. On peut aussi à l'aide de la vanne 17 modifier le débit de l'installation. Suivant encore une autre disposition de l'invention, il est prévu à l'intérieur du décanteur 2a, des chicanes 18 dont la première assure le mélange de la matière et du solvant, les suivantes contribuant à leur séparation, au fur et à mesure de leur transfert de l'extrémité entrée 8 à l'extrémité sortie 90 Enfin, le rendement de chaque décanteur est encore amélioré par l'adjonction d'un dispositif de recyclage comportant une pompe auxiliaire 19, une canalisation d'aspiration 21 prélevant le solvant dans le décanteur 2, dans une zone où il est sensiblement non mélangé à la matière, et une canalisation de refoulement 22 connectée au fond 7 du décanteur 2a à proximité de son extrémité entrée 8. Ce solvant recyclé, contribue à accélérer la progression de la matière d'une extrémité à l'autre du décanteur 2a. On conçoit que cette installation est extrêmement souple puisqu'elle permet, par des dispositifs simples et connus, un asservissement total en fonction du débit désiré, ou d'une concentration désirée du solvant à la sortie de cette installation c'est-à-dire juste en amont du poste de distillation. il est facile aussi de modifier le nombre de décanteurs ou de n'en utiliser qu'une partie si l'on juge les derniers comme pratiquement inutiles en raison de la nature de la matière première et du produit que l'on veut isoler de cette dernière. La figure 3 montre une variante d'exécution de tette installation dont elle représente un étage intermédiaire d'ordre (i). Dans ce cas, le décanteur 2b est constitué par un cylindre vertical de faible section par rapport à sa hauteur. A proximité du fond de ce cylindre, est connectée la canalisation 4 d'introduction de la matière première qui est reliée par l'intermédiaire d'une pompe non représentée sur le dessin, à la canalisation 3 d'extraction de cette matière première dans le décanteur 2b de 11 étage précédent (i - 1). Egalement dans le fond du décanteur 2b, de préférence approximativement en son centre, est connectée la canalisation 6 de prélèvement du solvant dans le décanteur 2b de l'étage suivant (i + 1). Cette canalisation comporte avantageusement une vanne de réglage 6a et un clapet anti-retour 6b. En un point situé sensiblement au sommet du tiers inférieur du décanteur 2b est connectée la canalisation 3 d'extraction de la matière première hors de ce décanteur en vue de son transfert à l'aide d'une pompe principale 23 au décanteur 2 de l'étage suivant (i + 1). Enfin, au voisinage de l'extrémité supérieure du décanteur 2b est connectée la canalisation 2 de prélèvement du solvant en vue de son transfert par une seconde pompe principale 24 au décanteur 2b de l'étage précédent (i - 1). Pour permettre une régulation automatique, cette canalisation 5 de prélèvement du solvant est précédée d'un trop plein 25. Comme on le voit, dans cette installation la matière première et le solvant circulent aussi à contre-courant. Toutefois, on a prévu ici un décanteur vertical dans lequel la matière est décompressée par la circulation ascendante du solvant. Pour une meilleure souplesse, on a prévu deux pompes distinctes 23 et 24 pour l'extraction de la matière et le prélèvement du solvant. Comme dans l'exemple précédent, il est avantageusement prévu un dispositif de recyclage comportant une pompe auxiliaire 26 dont l'orifice d'aspiration est connecté, par une canalisation au au au voisinage de l'extrémité supérieure du décanteur 2b et dont l'orifice de refoulement est connecté par une canalisation 28, munie d'une vanne 29 et d'un clapet anti-retour 30, à la canalisation 6 d'introduction du solvant. Comme dans l'installation précéiente, en jouant sur le débit des pompes 23, 24 et 26, ainsi que sur les vannes 29 et oa, on peut modifier à volonté le débit et le rendement d'un étage et adapter le fonctionnement de l'installation aux conditions désirées. Une installation telle que celles précédemment décrites, présente par rapport aux installations connues et en plus de ceux déjà citées, l'avantage de permettre un investissement échelonné et de présenter une grande fiabilité. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette installation qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICÂTIONS - REVENDICATIOMS - 1e - Installa#tion pour l'extraction hors d'une matière première d'un produit soluble à l'aide d'un solvant par#circu- lation à contre-courant de la matière et du solvant et distillation du solvant, du type comprenant une pluralité d'étages dont chacun est constitué par un décanteur auquel sont associés des doyens pour introduire et mélanger la matière et le solvant, des moyens pour extraire la ratière et la transférer à l'étage suivant et des moyens pour prélever le solvant et le transférer à l'étage précédent, caractérisée en ce que chaque décanteur est constitué par un réservoir dont la section est faible par rapport à Sa hauteur et auquel sont connectées d'une part, à proximité de son fond, la canalisation d'extraction de la matière première hors du décanteur précédent et la canalisatien de pré lèvement du solvant dans le décanteur suivant, et d'autre part, à son extrémité supérieure, une canalisation de prélèvement du# solvant en vue de son transfert en direction du décanteur précédent, et sensiblenent dans sa partie médiane, un#analiaa- tion d'extraction de la matière première en vue de son transfert au décanteur suivant. 2. - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les canalisations de prélèvement du solvant et d'ex- traction de la matière première comportent chacune une pompe aspirante et foulante. 3. - Installation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'il est prévu une pompe auxiliaire de recyclage du solvant dont l'orifice d'aspiration est relié au voisinage de l'extrémité supérieure du décanteur et dont l'orifice de refoulement est connecté au fond du décanteur. 4. - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune des canalisations précitées comporte un organe de réglage des pertes de charge.