Brevet FR2240766A1 — publié le 19750314

L'invention, due BRoland SCHABBEL, Heinrich DEGE et Gerhard JANSEN ,est relative-à une installation de traitement thermique, frigorifique et/ou de traitement interne d'un produit granulaire fluent, notamment pour griller du café, du cacao ou des noix, comportant un réservoir, à axe disposé verticalement et axent en se rétrécissant vers le bas, dans lequel le produit est soumis pour son traitement à un courant de gaz dirigé vers le haut, dans laquelle installation le réservoir a la forme d'une coquille présentant une paroi intérieure, ne élève pas c'est-à-dire est pratiquement plate puis s'élève de plus en plus au fur et à mesure qu'on s'éloigne de l'axe, et peut être mis en rotation avec une vitesse telle que le produit se trouve acheminé sousl'action de la force centrifuge au delà du bord supérieur du réservoir, dans laquelle-installation en outre, au-dessus du réservoir, à une faible distance, par rapport aux dimensions du produit du bord supérieur du réservoir, est disposé un couvercle, ce couvercle portant, sur sa face inférieure, des nervures en forme d'arcs qui décrivent un arc d'au moins à peu près 90- et dont les extrémités extérieures, considérées suivant le rayon, au-dessus-du bord du réservoir, sont dirigées au moins approximativement, tangentiellement par rapport à celuici, en sens contraire de son sens de rotation et dans laquelle installation l'arrivée du courant de gaz servant au traitement s'effectue travers un tube, s'étendant suivant l'axe du réservoir et pénétrant dans celui-ci à travers-son couvercle. Une installation de ce genre est décritepar la demande de brevet allemand P 21 03 281.5. Dans cette installation l'arrivée du courant de gaz servant au traitement s'effectue à travers un tube central, -lequel n'est pas réglable en hauteur et ne peut donc pas être adapté aux diverses conditions d'utilisation.D'autre part, ce tube débouche à une distance relativement grande au-dessus du fond du réservoir, de sorte que le produit tombant d'en dessus est entraîné vers le bas par le courant de gaz entrant dans le réservoir, ce qui fait qu'on met en oeuvre dans ce cas un système fonctionnant suivant des courants parallèles. L1entrainement du produit qui tombe déjà vers le bas par le courant de gaz de traitement dirigé vers le bas a pour effet de précipiter le produit contre le fond du réservoir avec une vitesse accrue. L'invention a donc pour but d'améliorer le brassage du produit et l'intensité de son traitement par le cour.ant de gaz. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait que le tube destiné à introduire le courant de gaz de traitement est réglable en longueur et que son bord inférieur va jusqu'à proximité du fond du réservoir. Grâce à cette disposition du tube d'amenée du courant de gaz de traitement, ce courant sort en dessous du produit, qui se dirige vers le bas et est dévié au fond du réservoir, de sorte que ce courant de gaz de traitement forme comme un coussin amortissant la chute du produit et accélère le brassage du produit. D'autre part, le courant de gaz de traitement qui pénètre dans le réservoir traverse la couche de produit, qui y est brassée, à l'emplacement le plus bas du réservoir à proximité de l'extrémité inférieure du tube ainsi qu'à l'emplacement de sortie du courant de gaz de traitement, qui habituellement est prévu dans le couvercle du réservoir.Grâce à cette traversée du courant de produit par le courant de gaz de traitement, selon des directions de courant croisées, qui s'ajoute au traitement à courants parallèles, qui s'effectue sur une grande partie de la trajectoire de déplacement du produit dans la région montante de cette trajectoire,on obtient un traitement régulier et intense de la totalité des particules de produit, en partie selon des couches d'écoulement. Dans l'installation décrite par la demande de brevet précitée, le couvercle qui est formé avec une zone de paroi cylindrique est emmanché, sans laisser d'interstice, sur le bord supérieur du réservoir, de sorte que le produit envoyé vers l'extérieur par la force centrifuge frotte sur le joint situé entre le réservoir et le couvercle et est poussé contre l'arAte du bord du couvercle, ce qui entrain des pertes par frottement et oblige à réaliser avec précision les éléments d'étanchéité. On évite ces inconvénients et on perfectionne la solution du problème posé, à savoir l'amélioration du brassage du produit et de l'intensité du traitement du produit par le courant de gaz, lorsque, conformément- à l'invention, le diamètre intérieur du réservoir, à son bord supérieur, est inférieur au diamètre intérieur du couvercle de forme cylindrique et que les nervures en forme d'arcs partant de la paroi intérieure du couvercle recouvrent le décrochement résultant de la différence de diamètres, sont légèrement tordues selon des spirales en direction de leurs extrémités situées radialement vers l'intérieur, avec une certaine inclinaison des parois intérieures des arcs par rapport au fond du réservoir, et sont arrondies à leurs ex extrémités libres.Au cours du brassage du produit, celui-ci saute par dessus le décrochement ainsi formé et est recueilli et dévié vers l'intérieur par les nervures qui recouvrent ce décrochement, de sorte que les pertes par frottement qui se produisaient jusqu'à présent au niveau de l'interstice d'étanchéité disparaissent et que cet interstice peut être réalisé avec moins de précision. Du fait que les nervures sont légèrement tordues en spirales et sont arrondies à leurs extrémités, le courant de produit est étalé en éventail, ce qui améliore le contact des particules de produit avec le gaz de traitement. Sans cette torsion des nervures et leur arrondissement à leur extr-émité par où s'écoule le produit, le courant de produit serait compact. Dans le dispositif décrit par la demande de brevet précitée, le dispositif de refroidissement du produit à traiter est habituellement disposé en dessous du réservoir de traitement, ce qui donne à l'ensemble de l'installation un encombrement en hauteur important. Selon un perfectionnement de l'invention, il est prévu, autour du réservoir un crible de refroidissement tournant de forme annulaire qui peut entre vidé à l'aide d'un -racloir fixe. Du fait de cet agencement, l'encombrement en hau teur est réduit a celui résultant du réservoir. Selon un perfectionnement particulièrement avantageux de l'invention, le racloir est constitué par une partie de paroi, suseeptible de pivoter vers 1'intérieur, d 'un capot fixe entourant le crible de refroidissement. On évite ainsi toute fausse manoeuvre car le racloir n'est en action que lorsque le capot est ouvert. Afin que le produit-qui tombe à travers le crible de refroidissement puisse aussi etre évacué complètement, une coquille collectrice est disposée en dessous du crible annulaire de refroidissement ainsi qu'une brosse, qui tourne avec le cri ble de refroidissement et qui sert à nettoyer la coquille collectrice. Pour enlever du réservoir le produit traité, le couvercle peut comporter-dans sa zone de paroi cylindrique une partie de paroi, susceptible de pivoter vers l'extérieur,à laquelle sont fixées les nervures correspondant à cette zone. Dans ces conditions, après qu'on a fait pivoter la partie de paroi correspondante du couvercle, le produit traité peut être évacué vers ltextérieur sous l'action de la force centrifuge. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, sur un arbre commun peuvent être disposés deux ou plus de deux réservoirs, cequi permet d'effectuer le traitement du produit en plusieurs étapes. Pour satisfaire aux exigences anti-pollution, lorsqu'on utilise de l'air pour le traitement du produit, il est prévu, dans la conduite par laquelle l'air s'échappe du réservoir, un séparateur cyclone, une soufflante et un post-incinérateur ainsi qu'un poste de mélange où une partie de l'air d'échappement épuré chaud est mélangée avec de l'air frais. Dans le séparateur cyclone les particules entrainées par l'air d'échappement en sont séparées, tandis que dans le post-incinérateur sont brûlées les substances formant des fumées et des odeurs désagréables. L'introduction dans le réservoir du mélange d'air d'échappement ainsi épuré et d'air frais, améliore le rendement thermique de l'installation. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une coupe d'une installation conforme à l'invention servant à torréfier du café associé à des installations complémentaires pour préparer le courant de gaz servant au traitement, -la figure 2 est une coupe à grande échelle d'une partie de cette installation; -la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; -la figure 4 est un autre mode de réalisation de l'installatin conforme à l'invention et -la figure 5 représente un détail de la machine de torr4- faction. La machine de torréfaction représentée sur la figure 1 comporte un réservoir tournant 2 à arbre vertical 1,qui a la forme d'une coquille, ici un parabololde de révolution, présentant une paroi intérieure qui dans la région de l'arbre 1 ne s'élève pas,c'est-à-dire est pratiquement plate puis s'élève de plus en plus au fur et à mesure qu'on s'éloigne de l'arbre. Le réservoir 2 est mis en rotation par un moteur 3 logé dans un support 4 où est monté l'arbre 1. Le réservoir 2 est recouvert par un couvercle 5 à paroi cylindrique 6, dont-l'arête inférieure, au cours du fonctionnement de la machine, test que faiblement espacée de l'arête supérieure du réservoir. Le diamètre intérieur du réservoir 2, à son bord supérieur 7, est inférieur au diamètre intérieur de la paroi cylindrique du couvercle 5, de sorte qu'il se produit un décrochement 8. Sur la face inférieure du couvercle 5 sont prévues des nervures en forme d'arcs 9, dont l'allure est visible d'une manière plus précise sur la figue 3. Les extrémités radialement extérieures des nervures 9 sont dirigées tangentiellement a la paroi cylindrique 6 du couvercle 5 et vont jusque cette paroi, de sorte qu'elles recouvrent le décrochement 8. Les grains de café qui, sous l'action de la force centrifuge, sont envoyés au delà du bord 7 du réservoir, sautent par dessus le décrochement 8 et sont dirigés vers 1 l'intérieur par les nervures 9. Les grains de café ne peuvent ainsi être projetés et rebondir contre l'arête inférieure de la paroi du couvercle 5. En direction de leurs extrémités situées radialement vers l'intérieur, les nervures en forme d'arcs 8 sont légèrement tordues en spirale, de telle manière que les surfaces intérieures des arcs soient disposées obliquement par rapport au fond du réservoir. Les extrémités libres des nervures, le long desquelles le produit s'écoule vers l'intérieur et vers le bas, sont arrondies. L'arrivée du courant de gaz servant au traitement, ici un courant d'air chaud, s'effectue par un tube 10 qui pénètre verticalement dans le réservoir 2 en traversant son couvercle 5 et-qui s'étend vers le bas à l'intérieur du réservoir suivant l'axe de l'arbre d'entrainement 3. Dans sa région inférieure, le tube 10 est réalisé en deux parties, dont la seconde partie, qui a été désignée par 11, s'engage sur la première partie 10 et peut être amenée à coulisser sur celle-ci, grâce à un dispos il tif de réglage constitué par une barre 13, munie d'une poignée 12, qui est bloquée par un dispositif de serrage 14 et peut être manoeuvrée de l'extérieur du couvercle.Dans ces conditions, la partie inférieure Il du tube 10 peut être déplacée jusqu'à proximité immédiate du fond du réservoir 2 de manière que l'air sorte du tube par un interstice 15 relativement petit et que le produit qui tombe d'en haut le long du tube, ici des grains de café, soit traversé à contre-courant par cet air. Dans ce cas l'air est essentiellement dévié vers le haut en direction de la paroi du réservoir et il parvient, par des ouvertures 16 ménagées dans le couvercle, dans une conduite d'air d'échappement 17. Le courant de produit, qui est guidé vers l'intérieur par les nervures 9, est traversé encore une fois par l'air. Après avoir traversé la couche de produit dans la région inférieure du réservoir,une partie de l'air se répand dans 11 espace intérieur 18 du réservoir 2 et le traverse, sans suivre le courant de produit le long de la paroi du réservoir. Cette fraction de l'air, avant de sortir par les ouvertures 16, traverse également le courant de produit guidé vers l'intérieur. L'introduction des grains de café à torréfier s'effectue par un entonnoir 19, débouchant dans le tube 10, qui peut être fermé par un volet coulissant 20. Un vérin de levage 21 permet, au moyen d'une tringle 22 et d'une plaque de pression 23 sur laquelle repose le réservoir 2 avec interposition d'un palier 24, d'abaisser le réservoir 2 de manière à pouvoir élargir l'interstice situé entre le bord 7 du réservoir et l'arête inférieure du couvercle 5. Par cet interstice ainsi élargi, le produit dirigé vers le haut par la force centrifuge parvient sur un crible de refroidissement 25 de forme annulaire, qui est relie, suivant son bord situé radialement vers l'intérieur, à une paroi cylindrique 26. Cette paroi cylindrique 26 est supportée par des galets 27 et, une fois l'ope'ration de refroidissement achevée, elle est mise en rotation par un moteur 28 et un réducteur 29. Le capot fixe 64 est raccordé, d'une manière étanche, suivant son bord inférieur, au crible de refroidissement au moyen d'un joint glissant non représenté ici. Une partie de paroi 30, réalisée sous forme pivotante vers l'intérieur, du capot fixe 64 sert de racloir pour le produit refroidi. Les grains de café refroidis parviennent, après avoir été raclés sur le crible de refroidissement, dans un réceptacle 31 qui comporte un dispositif élévateur aspirateur 32 à tube ascendant 33 qui achemine les grains de café refroidis dans un réservoir collecteur, non représenté ici. En dessous du crible de refroidissement 25 est prévue une coquille collectrice annulaire 34 sur laquelle tombent éventuellement de fines particules de produit. Une brosse 35 qui tourne avec le crible de refroidissement 25 balaie ces fines particules et les ramène dans le réceptacle 31. Pour le refroidissement une soufflante 65 aspire de l'air extérieur qui traverse de bas en haut le crible de refroidissement et l'espace intérieur délimité par le capot 64 et sort par une conduite 36. L'air qui s'échappe du réservoir 2 et parvient dans la conduite 17, est aspiré, par une soufflante 37, à traversun séparateur cyclone 38 qui évacue par une roue à godets 39 les particules solides séparées. Après le séparateur cyclone 38 l'air ainsi épuré parvient dans un post-incinérateur, constitué d'un brûleur 40 et d'une chambre de combustion 41, dans lequel toutes les substances å odeur forte sont brûlées à une température appropriée et évacuées dans l'atmosphère par un tube dé- chappement 42 muni d'un volet de réglage 43.Une conduite 44 dérivée du tube d'échappement 42 va à un poste de mélange où des volets 45 et 46 permettent de régler le rapport de mélange entre l'air d'échappement chaud et l'air frais qui arriveopar une conduite 47. De ce poste de mélange,-l'air parvient dans le tube 10. La figure 4 montre d'une manière schématique la disposition de deux réservoirs 48 et 49 sur un arbre commun 51 qui est entraîné par-un moteur 50. Une fois le réservoir supérieur 48 vidé, le produit traité parvient, par une goulotte 52, dans-le réservoir inférieur 49 dans lequel le traitement du produit se poursuit selon un second stade. Les arrivées du gaz de traitement ont été désignées par 53 et 54 tandis que ses départs ont été désignés par 55 et 56. Sur la figure 5 on a représenté schématiquement un autre dispositif de vidage. Dans ce mode de réalisation, le bord cylindrique 57 d'un couvercle présente une partie de paroi 59 qui est articulée, de manière à pouvoir pivoter vers le haut, à une charnière 58 et qui peut être actionnée par un vérin pneumatique ou hydraulique 60. Afin que le produit, qui monte à l'intérieur du réservoir sous l'action de la force centrifuge, puisse s'échapper par l'ouverture 61 libérée par la partie de paroi pivotante 59,-les nervures en forme d'arcs 62 qui, au cours du fonctionnement de la machine, dévient vers l'intérieur le produit brassé, sont dans cette zone fixées à la partie de paroi pivotante 59 et pivotant vers le haut avec celle-ci. Une fois la partie de paroi pivotante 59 relevée, le produit s'échappe suivant la direction des flèches 63. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. -REVENDICATIONS 1.- Installation de traitement athermique, frigorifique et/ ou de traitement interne d'un produit granulaire fluent, notamment pour griller du cafe, du cacao ou des noix, comportant un réservoir, à axe disposé verticalement et allant en se rétrécis sant vers le bas, dans lequel le produit est soumis pour son traitement à un courant de gaz dirigé vers le haut, dans laquelle installation le réservoir a la forme d'une coquille présentant une paroi intérieure, qui dans la région de l'axe ne élève pas, c'est-à-dire est pratiquement plate puis s'élève de plus en plus au fur et à mesure qu'on stéloigne de l'axe, et peut être mis en rotation avec une vitesse telle que le produit se trouve acheminé sous l'action de la force centrifuge au delà du bord supérieur du réservoir, dans laquelle installation en outre, au-dessus du réservoir, à une faible distance, par rapport aux dimensions du produit du bord supérieur du réservoir, est disposé un couvercle, ce couvercle portant, sur sa face inférieure, des nervures en forme d'arcs qui décrivent un arc d'au moins à peu près 90 et dont les extrémités extérieures, considérées suivant le rayon, au-dessus du bord du réservoir, sont dirigées, au moins approximativement, tangentiellement par rapport à celui-ci, en sens contraire de son sens de rotation et dans laquelle installation l'arrivée du courant de gaz servant au traitement s'effectue à travers un tube, s'étendant suivant l'axe du réservoir et pénétrant dans celui-ci à travers son couvercle, ladite installation etant caractérisée en ce que le tube (10,11) destiné à introduire le courant de gaz de traitement est réglable en longueur et en ce que son bord inférieur va jusqu'à proximité du fond du réservoir (2). 2.- Installation, selon la revendication îî ca ractérisée en-ce que le diamètre intérieur du réservoir (2), à son bord supérieur (7) est inférieur au diamètre intérieur du couvercle (5) de forme cylindrique et en ce que les nervures (9) en forme d'arcs partant de la paroi intérieure (6) du couvercle (5) recouvrent le décrochement (8) résultant de la différence de diamètres, sont légèrement tordues selon des spirales en direction de leurs extrémités situées radialement vers 1 'inté- rieur, avec une certaine inclinaison des parois intérieures des arcs par rapport au fond du réservoir, et sont arrondies à leurs extrémités libres. 3.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'il est prévu, autour du réservoir (2) un crible de refroidissement tournant de forme annulaire (25) qui peut être vidé à l'aide d'un racloir fixe. 4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le racloir peut être constitué par une partie de paroi (30) susceptible de pivoter vers l'intérieur, d'un capot fixe (64) entourant le crible de refroidissement (25). S.- Installation selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'une coquille collectrice (34) est disposée en dessous du crible annulaire de refroidissement (25) ainsi qu'une brosse (35), qui tourne avec le crible de refroidissement (25) et qui sert à nettoyer la coquille collec trice. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le couvercle comporte dans sa zone de paroi cylindrique (57) une partie de paroi (59),susceptible de pivoter vers l'extérieur, à laquelle sont fixées les nervures (62) correspondant à cette zone. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications prdcédentes, caractériséeen ce que, sur un arbre commun (51) sont disposés deux ou plus de deux réservoirs (48, 49). 8.- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée ence que, lorsqu'on utilise de l'air pour le traitement du produit, il est prévu, dans 12 conduite (17) par laquelle l'air s'échappe du réservoir (2) un séparateur cyclone (38),une soufflante (37) et un post-incinérateur (40,41) ainsi qu'un poste de mélange (45, 46) où une partie de l'air d'échappement épuré chaud est mélangée avec de l'air frais.