Brevet FR2171024A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne un procédé d'agitation d'une masse cuite dans une chaudière à cuire de sucrerie ou de raffinerie dans laquelle on crée le vide partiel par le haut et qui comporte, à la base, un faisceau chauffant, généralement tubulaire à tubes verticaux, tubes dont le pourtour est chauffé à la vapeur. Elle concerne également le dispositif permettant d'appliquer ledit procédé. Dans les chaudières à cuire de sucreries ou de raffineries, il est nécessaire dtassurer une agitation ou un mouvement violent provoqué dans une cuite pendant la formation des cristaux de sucre pour réduire les agglomérats de cristaux et améliorer la qualité du sucre, notamment par abaissement de la teneur en cendres. En effet, la sursaturation est un état de faux équilibre dont l'agitation favorise la cessation. La régularité du grainage sera donc facilitée par l'homogénéité du milieu, provoquée par l'agitation. De plus, l'agitation facilite le déplacement des molécules de sucre du sirop vers la surface cristalline et réduit la duwrée de la cuite. I1 existe actuellement plusieurs procédés pour provoquer cette agitation. Le premier procédé, et le plus simple, consiste à favoriser un mouvement naturel de la masse cuite par la forme du faisceau. Le plus couramment on conçoit celui-ci avec un tube central ou avec un espace annulaire entre le faisceau tubulaire et la calandre ou encore par toute autre disposition. Touterois, le mouvement naturel est insuffisant pour apporter une amélioration sensible de la qualité et de la durée de la cuite. Un procédé plus efficace consiste à brasser la masse cuite par un agitateur mécanique commandé par moteur, le plus souvent un agitateur à hélice. Toutefois, cette agitation est coûteuse et à la merci des difficultés inhérentes à la mécanique Elle consomme de l'énergie et la puissance absorbée peut être suffisamment importante pour gener ltensemble d'une sucrerie dont la production de courant électrique est déficitaire. Une troisième solution consiste à injecter de la vapeur dans la cuite. Ltagitation provoquée par cette injection est très efficace mais la consommation de vapeur est importante et coûteuse. Le présent procédé est destiné à élirniner ces différents inconvénients. la procédé est caractérisé principalement par le fait qu'on introduit de l'air comprimé chauffé à une tem pérature voisine de la température intérieure de la cuite dans le bas de la chaudière sous le faisceau, à l'endroit le plus favorable pour créer une agitation. De préférence, flair chaud comprimé est introduit par des orifices où on admet de petites bouffées de cet air sous pression de manière que des bulles s'échappent à tour de rôle des orifices suivant une succession tournante. Les orifices sont généralement disposés en cercle. Le dispositif permettant d'appliquer le procédé est caractérisé par un distributeur recevant de ltair dtun compresseur et le distribuant à tour de rôle dans des tuyaux reliés aux orifices d'admission d'air en bas de la chaudière, lesdits tuyaux passant dans un dispositif réchauffeur qui peut être simplement constitué par des tubes de vapeur arrivant au faisceau, tubes autour desquels on enroule les tuyaux d'air qui sont de diamétre réduit et noyés dans le calorifuge des tubes de vapeur. Le distributeur est conçu pour distribuer lSair aux orifices suivant une succession tournante et, en meme temps, à des orifices diamétralement opposés. La cadence d'admission des bouffées d'air est plus ou moins rapide et réglable. La description ci-après donne une exemple non limitatif du dispositif de l'invention qui permet d'appliquer le procédé de l'invention. Cette description est illustrée par le dessin joint dans lequel La figure 1 est un schéma, suivant une coupe verticale, de lXensemble de ltinstallation. La figure 2 est une coupe suivant A@ de la figure 1. La figure 3 est une coupe suivant BB de la figure 1. Le dispositif est destin à s'appliquer à une chaudière 1 à cuire de sucrerie ou de raffinerie dans laquelle on crée le vide partiel par aspiration par le haut au moyen de la tuyauterie 2. La chaudière I comporte, à la base un faisceau chauffant 3, généralement tubulaire, qui reçoit la vapeur par les tubes 4 et 5. La masse cuite 6 est portée à ébullition à une température relativement basse à cause du vide qui est créé dans la chaudière 1. Le dispositif de l'invention consiste à prévoir dans le fond 7 de la chaudière I des orifices 8, disposés en cercle dans lesquels débouchent des tuyaux 9, 10, 11, 12, 13 qui proviennent d'un distributeur 14 recevant de l'air comprimé d'un compresseur au moyen du tuyau 15. Les tuyaux 9, 10, 11, 12, 13 sont de faible diamètre et en matériau bon conducteur comme le cuivre, et sont enroulés hélicoidalement contre les tubes d'arrivée de vapeur 4 et 5 de manière à échauffer l'air qutil transporte à une température voisine de la température intérieure de la masse cuite 6. Pour améliorer ce réchauffage, on noie les tuyaux 9, 10, 11, 12, 13 dans le calorifuge des tubes 4 et 5. Le distributeur est conçu pour distribuer ltair aux orifices suivant une succession tournante et, en même temps, à des orifices diamétralement opposés. En d'autres termes, des bouffées d'air sous pression sont admises en même temps aux orifices 8 et 17 (figure 3) puis 20 et 18, puis 16 et 19, et enfin aux orifices 8 et 17 pour recommencer le cycle. La cadence d'admission des bouffées d'air est plus ou moins rapide et réglable à l'aide du distributeur 14. Les bouffées drain ainsi introduites par les orifices 8 , 16, 17 > 18, 19, 20 provoquent une agitation aussi efficace que par les procédés qui ont été signalés au début du présent mémoire mais elles présentent l'avantage incontestable de ne nécessiter que des investissements peu coûteux et de ntexi- ger que des frais d'exploitation réduits. I1 est hors de question d'introduire de l'air froid car celà provoquerait une cristallisation permanente et irrégulière qui, par la suite, nuirait au turbinage. Si l'air est réchauffé, on doit s'arranger pour qutil le soit à une température voisine ou même supérieure à la température de la masse cristalline. Le fait de réchauffer les tuyaux 9, 10, 11, 12, 13 détermine un réchauffage d'air comprimé qui est plus facile à réchauffer économiquement. Les pulsations d'air comprimé envoyées déterminent, momentanément, des arrets de circulation d'air dans les tuyaux qui favorisent hautement son réchauf fage. La détente de l'air comprimé au sein de la cuite crée une agitation violente et comme les bouffées d'air sont pul sées suivant un mouvement circulaire, il se produit une agitation circulaire dans toute ia cuite. De plus, le choix de la cadence de fonctionnement du distributeur 14 peut être déterminé pour provoquer des vibrations dans l'ensemble de la masse cuite 6. On constate en outre, que l'injection d'air émulsionne la masse et accélère son ascension. Le résultat inattendu du procédé appliqué au moyen du dispositif de l'invention est de réduire la durée de la cuite et d'améliorer la qualité du sucre. Il faut enfin signaler que le volume d'air comprimé utilisé est réduit et qu'il ne représente qu'unie infime partie des gaz aspirés par la tuyauterie 2. Autre amélioration à signaler, le procédé facilite le rinçage de la cuite par la tubulence provoquée pendant l'aspiration, et supprime donc le rinçage préalable à l'eau e@ à la yapeur ; d'où un gain de temps. REVENDICATIONS 1 Procédé d'agitation d'une masse cui@e dans une chaudière à cuire de sucrerie ou de raffinerie c ans laquelle on crée le vide partiel par le haut et qui comporte, c la base, un faisceau chauffant, généralement tubulaire à tubes verticaux, tubes dont le pourtour est chauffé à la vapeur, c a r a c t é r i s é par le fait qu'on introduit de l'air comprimé chauffé C une température voisine de la température intérieure a la cuite, dans le bas de la chaudière, sous le faisceau, l'endroit le plus favorable pour créer une agitation. 2 Procédé, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é @ i s é par le fait que l'air chaud comprimé est introduIt par des orifices où l'on admet de petites bouffées de cet air sous pression de manière que des bulles s'échappent à tour de rôle des orifices suivant une succession tournante 30 Procédé, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t é r i s le fait que les orifices sont dis posés en cercle. 4 Disposit@f, per@etiant d'appliquer le pro- cédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, prise isolément, c a r a c t é r i s é par un distributeur recevant de l'air d'un compresseur et le distribuant à tour de rôle dans des tuyaux reliés aux orifices d'admission d'air, au bas de la chaudière, lesdits tuyaux passant dans un dispositif réchauf feur. 5 Dispositlf, tel que défini dans la revendica- tion 4, c a r a c t é r i s é par le fait que le dispositif réchauffeur est constitué par les tubes de vapeur arrivant au faisceau, tubas autour desquels on enroule les tuyaux d'air qui sont de diamètre réduit et noyés dans le calorifuge des tubes de vapeur 6 Dispositif, tel que défini dans la revendication 5, c a r a c t é r i s é par le fait que le distributeur est conçu pour distribuer l'air aux orifices suivant une succes sion tournante et, en même temps, à des orifices diamétralement opposés. 70 Disposiitf, tel que défini dans la revendication 6, c a r a c t é r i s é par le fait que la cadence d'admission des bouffées d'air est plus ou. moins rapide et réglable.