Brevet FR2213787A1 — publié le 19740809

La présente invention concerne les appareils de cristallisation par évaporation à marche continue constitués par une cuve divisée par des cloisons en plusieurs compartiments communiquant entre eux par des ouvertures percées dans les cloisons de telle sorte que la solution du produit à cristalliser et les cristaux se déplacent de l'entrée à la sortie de l'appareil en traversant tous les compartiments, chaque compartiment recevant,#en outre, une solut ion sous-saturée du produit à cristalliser qui est généraement utilisée pour laver les parties non immergées des parois de 1'ap- pareil. Différents dispositifs ont été proposés pour assurer l'alimentation en solution so#saturée, simultanée ou successive des compartiments. Lorsque tous les compartiments sont alimentés simultané- ment, chacun d'eux ne reçoit qu'une fraction du débit total alimentant l'appareil, et il arrive que ces débits partiels ne soient pas suffisants pour assurer un lavage efficace des parois. En outre, il est nicessaire d'utiliser un organe assurant la répartition précise entre les diverses cellules de la solution sous-saturée. on a proposé de réaliser l'alimentation successive des compartiments au moyen d'un distributeur tournant avec régulation individuelle du débit de chaque compartiment ou, dans le cas d'appareils cylindriques à axe vertical, au moyen d'une rampe tournante dont on fait varier le débit d'alimentation ou la vitesse de rotation en fonction de sa position, suivant un cycle prédéterminé. Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif pour l'alimentation successive des compartiments qui ne comporte pas d'organe mobile et ne nécessite qu'un système de réglage simple. Le dispositif d'alimentation objet de l'invention est caractérisé en ce su'une vanne fonctionnant par tout ou rien est placée sur la tuyauterie d'alimentation de chaque compartiment en aval de son point de raccordement à un collecteur alimenté par une pompe à partir d'un bac de stockage, et un prograxzateur commande 1 'Ouverture périodique de chaque vanne et la maintient ouverte pendant un temps prédéterminE et réglable, les vannes étant ouvertes successivement, de sorte que chaque cospartiment reçoit périodiquement le débit total de solution alimentant le collecteur De préférence, les tuyauteries d'aMientation des différents coipartiments sont raccordées à des rampes d'arrosage placées le long des parois des compartiments, au-dessus du niveau de solution, et permettant de laver ces parois. En utilisant le débit total d'alimentation de l'appareil, on réalise un lavage efficace des parois. Le lavage des parois peut encore être amélioré en divisant dans chaque compartiment la rampe d'arrosage en plusieurs tronçons reliés séparément au collecteur à travers des vannes qui sont ouvertes successivement de façon que chaque tronçon de rampe reçoive périodiquement le débit total de solution alimentant le collecteur. Pour augmenter l'efficacité du lavage, on peut également alimenter les rampes avec un débit supérieur au débit nécessaire et couper l'alimentation de l'appareil pendant un temps prédéterminé durant chaque cycle. Pour cela, on relie le collecteur au bac de stockage de la solution à travers une vanne qui est ouverte par le programmateur après fermeture de la vanne contrblant.l'alimen- tation du dernier compartiment et fermée avant ouverture de la vanne contrôlant le premier compartiment. Pour éviter des variations brusques de débit dans le collecteur, le programmateur peut commander l'ouverture de la vanne contrôlant l'alimentation d'un compartiment juste avant la fermeture de la vanne contrôlant l'alimentation du compartiment précédent. Le débit d'alimentation total est réglé au moyen d'une vanne placée sur le collecteur et dont 1"ouverture est commandée par un régulateur en fonction de l'état du produit dans l'un des compartiments. Le dispositif d'alimentation peut coinprter une tuyauterie d'alimentation supplémentaire pour le compartiment de sortie qui est branchée sur le collecteur, en amont de la vanne de réglage, et sur laquelle est placée une vanne dont l'ouverture est réglée en fonction de l'état du produit dans le compartiment de sortie. Le dispositif d'alimentation peut également comporter plusieurs collecteurs, en particulier, lorsque le nombre de compartiments est grand. Chaque collecteur est alors relié au bac de stockage et il alimente, par un jeu de vannes tout ou rien, un groupe de compartiments. Le débit dans chaque collecteur est réglé par une vanne dont l'ouverture est coandie par un r & ulateur. en fonction de.l'*tat du produit dans l'un des coxpartiments du groupe consi déré. La desc#iptïon quirsuit se refère aux des-sins-l'accompa- gnant qui montrent~, à titre d'exemple non-limi--tatif, un mode de réalisation particulier de l'invention et sur lesquels La figure 1 est le schéma du dispositif d'alimentation conforme à l'invention d'un appareil de cristallisation parévaporation à marche continue La figure 2 est une vue partielle de l'appareil montrant la disposition d'une rampe d'arrosage; et La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante. L'appareil de cristallisation représenté schématiquement sur la figure 1 est constitué par une cuve 10 cylindrique, à axe vertical et fermée à ses deux extrémités. L'intérieur de la cuve est divisé en cinq compartiments par des cloisons verticales et radiales 12 qui n'atteignent pas le haut de la cuve. Chaque compartiment #communique#--avec les comparti ment s voisins par des ouvertures percées dans la partie inférieure des cloisons, à l'exception du compartiment d'entrée 1 et du compartiment de sortie 5 qui ne communiquent pas entre eux. Des éléments chauffants sont placés dans la partie inférieure des compartiments. On introduit dans le compartiment 1 une solution concentrée du produit à cristalliser et des germes cristallins et ce mélange traverse tous les compartiments et est finalement extrait du compartiment 5. Les éléments chauffants provoquent l'évaporation d'une partie du solvant, et pour maintenir la sursaturation de la solution à la valeur voulue dans tous les compartiments on introduit dans chacun d'eax une solution sous-saturée du produit à cristalliser. Cette solution sous-saturée est amenée au compartiment par des tuyauteries 16 reliées à un collecteur 18 alimenté par une pompe 19 à partir d'un bac de stockage de solution. Des électrovannes 20 fonctionnant par tout ou rien sont placées sur les tuyauteries 16. Elles sont commandées par un pro grammateur qui permet de régler indépendamment les temps d'ouvertures de chaque vanne et qui ouvre la vanne contrôlant l'alimentation d'un compartiment j-uste avant la fermeture de la vanne du càmparti- ment prE-cédent, de sorte que pratiquement le débit-tôtal de solu tio aI'ùiènta#t le collecteur est déverse à tout instant. dans un seul compartiment. Le-prograxsateur peut être constitué par des minuteries "en cascade".Les périodes transitoires pendant.lesquel- les deux vannes sont ouvertes amultanément sont très courtes et sont prévues pour éviter des variations brusques de débit dans le collecteur ; dans ce but, les divers éléments du dispositif d'alimentation sont, par ailleurs, calculés de manière qu'apparaisse en fonctionnement une perte de charge totale importante ; les variations qui se produisent lors de la manoeuvre des vannes tout ou rien nentrainent alors que de très faibles variations de débit. En réglant le temps d'ouverture d'une vanne on règle le débit moyen déversé dans le compartiment correspondant. Le débit total de solution alimentant le collecteur est réglé au moyen d'une vanne 22 dont ltouverture est réglée automatiquement en fonction d'une grandeur caractéristique de l'état du produit dans l'un des compartiments (conductivité, densité, écart ébulliométrique, etc...) ou du débit de vapeur consommée pour le chauffage de l'appareil. Une tuyauterie d'alimentation additionnelle 24 est prévue pour le compartiment 5. Elle est raccordée au collecteur 1S, en amont de la vanne 22. Une vanne 26 placée sur cette tuyauterie permet de régler le débit de solution additionnel en fonction de l'état du produit dans le compartiment 5 (densité, pourcentage de cristaux ou de matières sèches, etc....). Les tuyauteries 16 peuvent déboucher directement à l'in- térieur des compartiments ou être raccordées à des rampes 28 placées le long des cloisons et de la paroi périphérique de l'appa reil,#au-dessus du niveau de solution, de façon à arroser les parois et dissoudre les cristaux qui auraient pu s'y déposer (figure 2). Dans chaque compartiment, on peut utiliser plusieurs rampes 28', 28",... qui sont raccordées séparément au collecteur 18 et dont l'alimentation est contralée par des vannes 20', 20",.. qui permettent d'alimenter les rampes l'une après l'autre de sorte que le débit total est utilisé pour arroser une partie seulement des parois du compartiment (figure 3) ; on réalise ainsi un lavage plus efficace. La durée totale d'ouverture des vannes20', 20",... est évidemment égale à la durée d'ouverture de la vanne 20 quelles remplacent. Pour augmenter le débit instantané introduit dans chaque compartiment tout en maintenant les débits moyens aux valeurs voulues, on peut prévoir sur le collecteur 10 une vanne 30 identique aux vannes 20 et contrôlant la coxmunication du nSucteur avec le bac de stockage. Cette vanne est ouverte, à chaque cycle, pendant un temps prédéterminé, alors que toutes les vannes 20 sont fermées pour renvqer dans le bac de stockage le débit total circulant dans le collecteur. Elle permet d'introduire un temps mort dans le cycle de fonctionnement des vannes 20 et, par conséquent, d'augmenter le débit toti dans le collecteur, pour un débit donné à introduire dans l'appareil. Ce système permet de réaliser un lavage efficace des parois et cloisons de l'appareil lorsque les débits de solutions sont faibles. L'invention est applicable aux appareils de çristallisa- tion à marche continue utilisables, en particulier, mais non exclusivement, en sucrerie. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation pour un appareil de cristallisation à marche continue constitué par une cuve divisée par des cloisons en plusieurs compartiments placés côte à côte, chaque compartiment recevant une solution sous-saturée du produit à cristalliser au moyen d'une tuyauterie raccordée à un collecteur alimenté par une pompe à partie d'un bac de stockage, caractérisé en ce qu'une vanne fonctionnant par tout ou rien est placée sur la tuyauterie d'alimentation de chaque compartiment, en aval de son point de raccordement au collecteur, et un programmateur commande l'ouverture périodique de chaque vanne et la maintient ouverte pendant un temps prédéterminé et réglable, les vannes étant ouvertes successivement, de sorte que chaque compartiment reçoit périodiquement le débit total de solution alimentant le collecteur. 2. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tuyauteries d'alimentaation des compartiments sont raccordées à des rampes d'arrosage placées le long des parois des compartiments, au-dessus du niveau de solution, et permettant de laver les parois au moyen de la solution sous-saturée. 3. Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans chaque compartiment, la rampe d'arrosage est divisée en plusieurs tronçons reliés séparément au collecteur à tra vers des vannes qui sont ouvertes successivement de façon que chaque tronçon de rampe reçoive périodiquement le débit total de solution alimentant le collecteur. 4. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le collecteur est relié au bac de stockage à travers une vanne commandée par le programmateur et qui est ouverte périodiquement pendant un temps prédéterminé, toutes les vannes placées sur les tuyauteries d'alimentation raccordées au collecteur étant alors fermées, pour renvoyer dans le bac le débit total de solution alimentant le collecteur. 5. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le programmateur commande l'ouverture de la vanne d'un compartiment juste avant la fermeture de la vanne du compartiment précédent et les pertes de charge dans le dispositif d'alimentation sont élevées de manière à atténuer très fortement Xs variations de débit au moment de la manoeuvre des vannes. 6. Dispositif d'alimenta on selon la revendication 1,2,3,4 ou 5, caractérisé en ce que le débit total d'alimentation du collecteur est réglé au moyen d'une vanne placée sur le collecteur, en amont des points de raccordements des tuyauter#ies d'alimentation des compartiments, et dont l'ouverture est commandée par un régulateur en fonction de l'état du produit dans l'un des compartiments alidentés par le collecteur ou du débit de vapeur consommée pour le chauffage des compartiments. 7. Dispositif d'alimentation selon la revendication 1,2,3,4,5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte plus d'un collecteur de solution sous-saturée, chacun d'eux étant alimenté à partir du bac de stockage et alimentant par des vannes tout ou rien hn groupe de compartiments, et le débit de solution dans chaque collecteur est réglé par une vanne dont l'ouverture est commandée par un régulateur en fonction de l'état du produit dans l'un des compartiments alimenté par ce collecteur. 8. Dispositif d'alimentation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte une tuyauterie d'alimentation supplémentaire pour le compartiment de sortie de l'appareil de cristallisation qui est raccordée à un collecteur, en amont de la dite vanne de réglage, et sur laquelle est placée une vanne dont ltou- verture est commandée par un régulateur en fonction de l'état du produit dans le compartiment de sortie.