Brevet FR2187376A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne un appareillage de séchage à pulvérisation comprenant une capacité de préférence cylindrique ou se rétrécissant vers le bas en forme de cane et dans laquelle débouche une conduite d'alimentation de gaz de séchage, de préférence de l'air chaud, cette capacité contenant à sa partie supérieure un dispositif pour pulvériser le liquide à sécher, ce dispositif de pulvérisation comportant une tuyauterie verticale tournant autour de son axe, pour introduire le liquide à sécher sous pression, et un ou plusieurs bras de tuyauterie s'écartant de la tuyauterie verticale et tournant avec elle, ces bras présentant à leurs extrémités des buses de pulvérisation, d'où le liquide à sécher sort selon un plan pratiquement tangentiel, et vers l'arrière par rapport au sens de rotation. De tels appareillages également connus sous l'appella- tion de sécheurs à pulvérisation, sont connus dans la technique antérieure. Principalement, ils sont utilisés dans l'industrie alimentaire, dans l'industrie chimique et dans l'industrie du fourrage. Dans les sécheurs à pulvérisation, les concentrats de liquide sont séchés pour devenir une poudre sèche, telle que par exemple du lait concentré ayant une teneur en matière sèche de l'ordre de 20 à 60 %. Le séchage est effectué à l'aide d'air sec ou de gaz inerte.La température de l'air de séchage peut varier à l'intérieur de limites assez larges, et se situe de préférence entre 150 et 400oc. Le liquide à sécher est fourni au dispositif de pulvérisation sous une pression de l'ordre de 180 à 250 bars, de telle sorte que le liquide est dispersé en une pulvérisation très fine quand il traverse les buses présentant de petits orifices pour sortir vers la capacité de séchage. Dans les appareillages de séchage à pulvérisation de la technique antérieure, le dispositif de pulvérisation tourne à une vitesse de 10.000 à 15.000 tours par minute. En supposant que les buses soient à une distance de 25 cm du centre de rotation, la vitesse périphérique des buses est voisine de 250 à 400 mètres par seconde. La vitesse de sortie du liquide des buses est de l'ordre de 5 à 10 mètres par seconde. En raison de cette différence considérable de vitesse, les particules de liquide sont soumises à une force centrifuge élevée qui les projette latéralement Jusqu'aux parois de la capacité. Ceci a pour effet qu'au moins une partie du liquide pulvérisé se condense sur la paroi, ce qui fait que son séchage se produit lentement. Si on utilise de l'air chaud de séchage, la matière sèche dans le liquide peut branler et prendre en masse sur la paroi. Pour éviter ceci, certains appareillages de séchage comportent des racleurs pneumatiques, qui enlèvent de façon continue le liquide qui adhère aux parois. Cependant, ces racleurs ne résolvent pas complètement le problème car le séchage d'un liquide qui a eu une opportunité de se condenser ne s'effectue plus de façon satisfaisante. L'objet de la présente invention est donc d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus. La présente invention se caractérise par le fait que la vitesse périphérique des buses de pulvérisation est pratiquement égale à la composante horizontale de la vitesse de sortie du liquide à sécher. Les vitesses étant alors de ce fait égales et opposées, aucune force centrifuge n'agit sur les particules de liquide qui sortent des buses, et il n'y a aucun risque que le liquide soit projeté sur les parois de la capacité. Le mouvement des particules de liquide est ainsi influencé seulement par la composante verticale de la vitesse de sortie, par la pesanteur, et par l'écoulement de l'air de séchage. D'autre part, les vitesses mentionnées n'ont pas besoin autre exactement égales, car une force centrifuge mineure n'est pas capable de projeter les particules de liquide sur la paroi de la capacité. Une réalisation préférentielle et avantageuse de la présente invention se caractérise en ce que les buses de pulvérisation sont pivotables en différentes positions dans un plan perpendiculaire à un rayon de#la tuyauterie verticale. Gr#ce à cela, la composante horizontale de la vitesse de sortie du liquide peut ttre ajus- tée de telle façon qu'elle soit toujours pratiquement égale à la vitesse périphérique des buses de pulvérisation. Un tel ajustement est nécessaire, par exemple, quand des liquides présentant des viscosités variables doivent titre séchés. Une autre forme de réalisation avantageuse de la présente invention se caractérise en ce que les buses de pulvérisation sont disposées selon deux ou plus de deux plans perpendiculaires à la tuyauterie verticale. GrSce à cela, on obtient que les particules de liquide sortant des buses supérieures, et qui ont déjà été par tiellement séchées, heurtent de nouvelles particules de liquide, ce qui permet aux particules de s'agglomérer, c#est-à-dire, de se rassembler en groupes. Par ce moyen, un produit sous forme de poudre agglomérée est obtenu, qui présente des propriétés de dissolution favorables. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparattront à la lecture de la description détaillée suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 représente un dispositif conforme à la présente invention, en coupe verticale; La figure 2 représente, sur une plus grande échelle,les buses de pulvérisation, en coupe partielle; et La figure 3 est une coupe effectuée selon la ligne III-III de la figure 2. En se reportant maintenant à la figure 1, le numéro de repère 1 désigne une capacité ayant une partie supérieure cylindrique et une partie inférieure se rétrécissant vers le bas de façon conique. De l'air chaud de séchage à une température voisine de 2000C est alimenté dans la capacité 1 par le dessus et à travers la conduite 2. Dans la partie supérieure de la capacité se trouve un dispositif de pulvérisation 3 pour le liquide à sécher, comprenant une tuyauterie verticale 4 qui est mise en rotation autour de son axe au moyen d'un moteur 5-. Le liquide à sécher est alimenté dans la tuyauterie verticale 4 au moyen d'une tuyauterie d'entrée 6, sous une pression voisine de 200 bars.Ainsi qu'on peut le voir mieux sur la figure 2r le tuyau d'entrée 6 débouche dans un espace annulaire 7, à partir duquel le lait peut entrer dans la tuyauterie verticale 4 en traversant les trous 8. La vitesse de rotation de la tuyauterie verticale est d'environ 300 tours par minute. A l'intérieur de la capacité, fixées à la tuyauterie verticale 4,se trouve une série de quatre bras radiaux de tuyauterie 9 et en-dessous une autre série de quatre bras de tuyauterie 10. Chaque bras de tuyauterie se termine par une buse 11 comportant de petits orifices, d'où le liquide à sécher sort sous forme de pulvérisation vers la capacité, selon un plan tangentiel, et vers l'arrière par rapport au sens de rotation. On peut faire pivoter les buses en différentes positions dans ce plan tangentiel, ctest-à-dire dans un plan perpendiculaire à un rayon de la tuyauterie verticale 4. Le liquide pulvérisé et l'air de séchage se mélangent dans la capacité pour former un aérosol, qui se dépose lentement vers le bas, tandis que simultanément le liquide pulvérisé se sèche pour devenir une poudre. La poudre, l'air de séchage et la vapeur d'eau traversent une tuyauterie 12 qui part de l'extrémité inférieure de la capacité l,et débouchent dans un séparateur à cyclo ne 13, où la poudre se dépose dans une capacité 14. L'air et la vapeur d'eau s'échappent à travers la tuyauterie 15.Le liquide à sécher qui a une teneur en matière sèche d'environ 50 k et qui est sous une pression dtenviron 200 bars dans le dispositif de pulvérisation 3, sort des buses 11 à une vitesse voisine de 7,8 mètres par seconde. La vitesse de rotation de la tuyauterie verticale 4 èst d'environ 300 tours par minute et la distance entre les buses 11 et la tuyauterie verticale est d'environ 25 cm. En conséquence, la vitesse périphérique des buses 11 est d'environ 7,85 mètres par seconde. Autrement dit, la vitesse de sortie du liquide à sécher et la vitesse périphérique des buses sont pratiquement égales mais de sens opposé. La différence entre ces#vitesses est inférieure à 0,05 mètre par seconde.Cette différence minime de vitesse se traduit par une force centrifuge faible agissant sur les particules de liquide, ce qui tend à chasser vers ltextérieur ces particules à partir du dispositif de pulvérisation. Cepend#ant, cette force centrifuge ntest pas capable de projeter les particules de liquide jusqu'à la paroi de la capacité 1, Les particules de liquide sont soumises aux effets de l'écoulement d'air chaud et à la pesanteur de telle façon qu'elles se déposent tranquillement vers le bas dans la capacité 1 et que leur processus de séchage est complet. Si la teneur en matière sèche du liquide à sécher est par exemple seulement de 30 %, un tel liquide sort des buses 11 à une vitesse supérieure à celle de L'exemple qui vient autre décrit. Il est alors possible, conformément à la présente invention,de faire pivoter les buses comme il est indiqué sur la figure 3, de façon que la composante horizontale 16 de la vitesse de sortie soit égale à la vitesse périphérique des buses. La vitesse de sortie aura alors également une composante verticale 17. L'augmentation de vitesse vers le bas due à la composante verticale est obtenue très rapidement, et les particules commencent leur écoulement tranquille vers le bas dans la capacité- I. Comme on le voit dans les dessins, les buses de pulvérisation 11 ont été disposées dans deux plans perpendiculaires à la tuyauterie verticale 4. On obtient ainsi que les particules sortant des buses supérieures disposent d'un certain temps pour titre séchées quelque peu avant d'entrer en collision avec des particules sortant des buses inférieures. L'agglomération des particules pourra alors avoir lieu. Il est évident que les buses de pulvérisation peuvent aussi titre disposées selon plus de deux plans perpendiculaires à la tuyauterie verticale 4. Il est également évident pour l'homme de l'art que des formes variées de réalisation de la présente invention peuvent autre envisagées. Par exemple, l'air de séchage peut ne pas être nécessairement alimenté de la manière représentée par les dessins, mais peut également entrer dans la capacité 1 sur le caté ou par le bas, moyennant quoi le séchage s'effectue selon une disposition à contre-courant. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à îthomme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Appareillage de séchage à pulvérisation comprenant une capacité, de préférence cylindrique ou se rétrécissant vers le bas en forme de cône, c8ne, dans Bpelle débouche une conduite d'alimen- tation de gaz de séchage, celui-ci-étant de préférence de l'air chaud, la capacité comportant à sa partie supérieure un dispositif de pulvérisation du liquide à séche#r, comprenant une tuyauterie verticale tournant autour de son axe pour introduire le liquide à sécher sous pression et comprenant un ou plusieurs bras radiaux de tuyauterie qui s'écartent de cette tuyauterie verticale, et qui tournent avec elle, ces bras radiaux de tuyauterie présentant à leurs extrémités des buses de pulvérisation d'où le liquide à sé- cher sort selon un plan pratiquement tangentiel, et vers l'arrière par rapport au sens de rotation, cet appareillage étant caractérisé en ce que la vitesse périphérique des buses de pulvérisation est sensiblement égale à la composante horizontale de la vitesse de sortie du liquide à sécher. 2 - Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les buses de pulvérisation peuvent astre pivotées en des positions variées dans un plan perpendic-ulaire à un rayon de la tuyauterie verticale. 3 - Appareillage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les buses de pulvérisation sont disposées selon deux ou plus de deux plans perpendiculaires à la tuyauterie verticale.