Brevet FR2334395A1 — publié le 19770708

La présente invention concerne un appareil d'extraction au moyen d'un liquide, de produits faisant partie de matières solides, par progression a contre-courant des matières solides et du liquide, les matières solides et le liquide ayant une température supérieure à la température ambiante, cet appareil comprenant. un tambour rotatif à axe généralement horizontal à l'intérieur duquel sont fixés au moins deux transporteurs hélicoîdaux pour les matières solides, agences de part et d'autre d'une paroi généralement axiale, dont les spires, qui sont solidaires de la paroi périphérique du tambour, définissent deux séries de cellules comprise chacune entre deux spires successives, la paroi périphérique du tam bour, et la paroi axiale, un élément axial de relevage des matières solides, perméable au liquide étant monté dans chaque cellule et des canaux pour l'écoulement du liquide en contrecourant étant ménagés à la périphérie du tambour, canaux dont chacun a son embouchure située derrière l'élément de relevage d'une cellule, en considérant le sens de rotation du tambour, et sa sortie située dans la cellule de l'autre série de cellules qui est éloignée, en direction inverse par rapport à la direction de transport des transporteurstéIico#daux, de deux unités, l'appareil comprenant un compartiment d'alimentation continue des matières solides, présentant des parois de. guidage des matières solides dans la première cellule-de chacun des transporteurs hélicoïdaux Dans les appareils d'extraction connus de ce type, tels que ceux décrits dans le brevet des E.U.A. n0 3.660.042 et utilisés notamment pour ltextraction de sucre à partir de cossettes de betteraves ou de canne à sucre, les matières solides sont chauffées à leur température d'extraction par mélange avec du liquide de réchauffage, à l1exté- rieur de l'appareil; elles entrent avec du liquide.de réchauffage, dans le compartiment d'alimentation; l'enveloppe cylindrique du compartiment d'alimentation est perfor#,de sorte que le liquide de réchauffage sort du tambour essentiellement par ces ouvertures périphériques tandis que la fraction du liquide d'extraction provenant de la deuxième cellule de chacune des séries de cellules, sort du tambour par une ouverture ménagée dans l'enveloppe du tambour, au niveau de la sortie du canal correspondant. Dans ces appareils connus, le compartiment d'alimentation sert donc d'une part à l'alimentation, d'autre part à la séparation des matières solides et du liquide de réchauffage. L'on a, ces dernières années, développé Un procédé mis en oeuvre dans d'autres types d'appareils d'extraction, suivant lequel le réchauffage des matières solides à la température requise pour l'extraction, se fait dans l'appareil meme, par la mise en contact, à contre-courant, de matières solides alimentées dans l'appareil à l'état sec avec du liquide réchauffé; à cet effet, l'appareil comprend une partie d'extraction et une partie de tête: cette dernière reçoit du liquide réchauffé à son extrémité contigue à la partie d'extraction et les matières solides à l'autre extrémité, les matières solides réchauffées continuant leur progression dans la partie d'extraction de l'appareil; le liquide d'extraction ou bien est réchauffé dans le tambour et continue alors sa progression dans la partie de réchauffage des matières solides, ou bien est évacué de l'appareil à la limite entre les deux parties de l'appareil, une partie en est réchauffée et ramenée dans la partie de réchauffage, de 1' extracteur; de toute manière le liquide de réchauffage est évacué de l'appareil après avoir été en contact avec les matières solides entrantes. La mise en oeuvre de ce procédé avec un appareil du type décrit, pose un problème qui résulte de ce que les matières solides sont introduites en continu alors que le liquide arrive en discontinu dans le compartiment d' alimentation; en fait, il y a dans le compartiment d'alimentation un paquet de matières solides à sec au moment où commence l'arrivée du liquide. Il en résulte un manque d' homogénéité dans le contact entre les matières solides et le liquide de réchauffage; ceci a pour conséquence de diminuer considérablement l'effet du liquide de réchauffage dans le compartiment d'alimentation, ce qui équivaut à une perte de rendement de l'appareil; d'autre part, le déplacement à l'état sec des matières solides se fait mal et peut en provo quer l'endommagemant. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. A cet effet, chacun des couloirs d'écoulement du liquide dans le compartiment d'alimentation,débouche, à sa sortie, dans un accumulateur de liquide monté à la périphérie du compartiment d'alimentation, les accumulateurs présentant des ouvertures d'écoulement du li quine accumulé dans ledit compartiment d'alimentation, pour l'écoulement avec retardement du liquide dans le compartiment d'alimentation, la première cellule de chacune des séries de cellules présentant, derrière son élément de relevage, une sortie hors du tambour, du liquide transporté avec les matières solides du compartiment d'alimentation. Grâce à l'agencement selon l'invention, les accumulateurs, qui reçoivent chacun une bonne partie du liquide s'écoulant vers le compartiment d'alimentation, du canal en provenance de la deuxième cellule, le déversent progressivement, pendant la rotation du tambour, sur les matières solides qui s'éboulent dans le bas du tambour, noyant ainsi de façon homogène la totalité des matières solides guidées périodiquement vers chacune des premières cellules. D'autres détails et particularités de 1' invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif, d'une forme de mise en oeuvre de l'inven- tion-, avec référence aux dessins dans lesquels La Figure 1 représente une vue schématique, en perspective, avec brisures partielles, d'un appareil d' extraction selon l'invention. La Figure 2 représente l'appareil de. la Figure 1, vu du côté opposé. La Figure 3 représente une vue schématique d'une installation d'extraction comportant un appareil d'extraction selon les Figures 1, 2. Les Figures 4 à 14 représentent des vues schématiques en bout, du côté du compartiment d'alimentation, de l'appareil selon la Figure 1, la paroi terminale du compartiment d'alimentation étant supposée enlevée, à des moments distants l'un de l'autre de 150 en cours de rotation du tambour. Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques. L'appareil d'extraction représenté aux figures comprend de façon connue et comme cela est explicité en détail dans le brevet U.S.A. n0 3.660.042, un tambour rotatif 1 à axe généralement horizontal à l'intérieur duquel sont mont#és deux transporteurs hélicoîdaux situés de part et d'autre d'une paroi généralement axiale. Pratiquement, les deux-transporteurs hélicoldaux sont formés par des cloisons transversales2 fixées à la périphérie du tambour 1; des portions de paroi axiale 3 s'étendent à chaque fois entre deux cloisons 2 voisines. Deux échancrures dont les bords sont référenciés en 4 sont prévues dans chaque cloison 2 et les bords opposés des échancrures des cloisons transversales voisines 2 sont reliés par des cloisons inclinées 5. Les cloisons transversales 2 et les cloisons inclinées 5 forment les spires successives de chacun des transporteurs hélicbidaux. A chacun des transporteurs hélicoidaux corres pond une série de cellules A, B, C....L, M ,A', B', C' L', M' , chaque cellule étant définie entre deux cloisons transversales 2 voisines, la portion de paroi axiale 3 comprise entre elles et la portion de périphérie du tambour 1 également comprise entre les deux cloisons transver .sales voisines. Les transporteurs hélicoïdaux servent au transport des matières solides dans le tambour 1, suivant la direction représentée par la flèche 6. Chaque cellule A, A', B, B' comprend un élément de relevage des matières solides et de séparation d'avec le liquide: cet élément de relevage est avantageusement constitué par un panier à perforations 7. Aux Figures I et 2, l'on n'a pas représenté tous les paniers de façon à ne pas cacher des parties importantes à décrire, de l'appareil. Pour l'écoulement à contre-courant du liquide de cellule à cellule, l'on a prévu des canaux 8; chaque canal 8- a son embouchure 9 située derrière le panier de relevage en consi- dérant le sens de rotation du tambour, indiqué par la flèche 11, d'une cellule d'une série, par e#xemple de la cellule E à la Figure 1 et ce même canal a sa sortie 10 située dans la cellule C' de l'autre série, qui est distante par rapport à la cellule de départ E, de deux unités dans le sens opposé, indiqué par la flèche 42, au sens de transport des matières solides.Les canaux 9 sont constitués par des découpes dans les cloisons transversales, découpes dont les bords sont référenciés en 12, et par des parois inclinées 13 qui prolongent les portions de par#oi axiale 3 et relient les bords opposés 12 des échancrures de cloisons transversales éloignées entre elles de deux unités, en traversant la découpe de la cloison transversale intermédiaire. Le tambour comprend un compartiment d'alimentation 14 formé par un prolongement non perforé 15 du tambour 1 au-delà de la première cloison transversale 2, jusqu' à une cloison diamétrale antérieure 16 présentant - une ouverture circulaire centrale 17 dans laquelle aboutit une goulotte 18 d'amenée des matières solides. Pour le guidage des matières solides du compartiment d'alimentation alternativement dans chaque première cellule A, A' des deux séries de cellules#, celui-ci comprend deux cloisons inclinées 19 reliant chacune l'un des bords d'une échancrure 4 de la première cloison transversale 2 à la cloison diamétrale antérieure 16. L'on désire utiliser cet appareil d'extraction, connu notamment pour l'extraction du sucre de cossettes de betteraves, de telle manière que les matières solides soient a#limentées à l'état sec et amenées à la température propice à l'extraction, par contact à contre-courant avec du liquide chaud,dans les premières cellules,ici A à E et A' à E',des transport#eurs.Leci#représente un gain de rendement thermique. Suivant une forme de réalisation d'une installation d'extraction représentée dans son ensemble à la Figure 3, le liquide d'extraction amené dans le tambour en 20, en ressort en 21 par une ouverture 22 ménagée dans la paroi phériphérique du tambour, en regard de chacun des canaux 8 reliant les cellules G, G' avec les cellules E', E. L' ouverture 22 débouche dans un collecteur périphérique 23 relié à une cuve 24t par une tuyauterie 25 et un embranchement 26, une partie de ce liquide est envoyée en 27 vers un traitement ultérieur tandis qu'une partie est réchaffée dans l'échanyeur de chaleur 28 et renvoyée par un conduit 29 dans les cellules E, E' du tambour.Comme représenté.aux Figures 1, 2 le conduit 29 communique au moyen d'un joint rotatif 30 avec un conduit 31 qui pénètre dans le compartiment d'alimentation 14 où il se divise en deux branches 32, 33 qui longent extérieurement le tambour et débouchent en 34, 35 dans les cellules E, E' à hauteur de la sortie, fermée, du canal 9 précité. Le liquide réchauffé progresse à contre-courant par les canaux 9 en rencontrant dans les cellules successives, des matières solides de plus en plus froides qu'il réchauffe, jusque dans le compartiment d'alimentation 14 d'où il accomgne les matières solides dans chaque première cellule A, A'; de là, le liquide de réchauffage, après avoir été séparé des matièress solides par le panier 7 présent dans chacune desdites premières cellules, est évacué du tambour en 36 par une ouverture 37 ménagée dans la paroi périphérique du tambour 1.Cette ouverture 37 débouche dans un collecteur périphérique 38 relié à une cuve 39 d'où le liquide est conduit en 40 vers un échangeur de chaleur 41 capable de l'amener à la température du traitement ultérieur où il est conduit par la tuyauterie 27 A titre d'es.ple et pour la diffusion de sucre à partir de cossettes, les températures sont approxi mativement les suivantes : le jus d'extraction a unetem- perature d'environ 75 C; la partie de ce jus destinée au réchauffage des cossettes est amenée dans l'échangeur 28 à la température d'environ 900C de manière à échauder les cossettes à la température la plus propice à l'extraction qui est de l'ordre de 750 C; au fur et à mesure que le jus de chauffage des cossettes progresse vers le compartiment d'alimentation 14 il rencontre des cossettes de plus en plus froides; les températures approximatives des cellules de tête varient de 750C à 300C en passant par 66oc, 550C et 440C.Le liquide sortant en 36 a une température de l'ordre de 300C et il est réchauffé dans l'échangeur 41 jusqu'à la températ#ure d'environ 750C de manière à s'équilibrer avec le jus amené par la conduite 25 dans la tuyauterie de sortie 27. Dans une autre forme de réalisation, l'on peut prévoir que le jus d'extraction soit réchauffé à la température d'échaudage sans sortir du tambour; cela pourrait se faire en prévoyant une gaine chauffante autour du tambour ou en insufflant de la vapeur dans les cellules intéressées. Indépendamment de la manière dont est effectuée l'amenée à température du jus de chauffage des matières solides, l'on prévoit conformément à l'invention, des moyens pour homogenéiser le contact liquide matières solides dans le compartiment a'alimentation; en effet, il faut tenir compte du fait que les matières solides sont alimentées dans le compartiment d'alimentation en continu tandis que le liquide ne se déverse dans ce compartiment que périodiquement, à travers les canaux 8 reliant respectivement la cellule B et la cellule B' avec le compartiment d'alimentation 14. Il résulte que lorsque le liquide# est déversé dans le compartiment d'alimentation, celui-ci contient déjà un paquet de matières solides. Conformément à l'invention, le comparti ment dlalimentation 14 est pourvu de deux accumulateurs de liquide 43 montés à la périphérie du compartiment d'alimen tation 14 et dans chacun desquels se déverse au moins partiellement le liquide en provenance de la deuxième cellule, B, B' de chacune des séries de cellules; les accumulateurs présentent des ouvertures d'écoulement du liquide accumulé dans le compartiment d'alimentation. Comme représenté aux figures, les-accumulateurs 43 présentent la forme d'une poche convexe en saillie sur la partie 15 du tambour qui -enveloppe le compartiment d'alimentation et la portion d'enveloppe 15 qui délimite la poche présente des ouvertures 44 garnies de déflecteurs 45 inclinés dans le sens inverse au sens de rotation 11 du tambour. la fonction des accumulateurs 43 est clairement illustrée aux Figures 4 à 14. L'on a représenté en traits mixtes les paniers 7 des premières cellules A, A'. La Figure 4 illustre la présence de ma tières solides 46 au moment où du liquide n'a pas encore pénétré dans le compartiment d'alimentation; les figures suivantes illustrent comment.au cours de la rotation du tambour, d'une part, la quantité de matières solides 46 augmente et d'autre part, le liquide remplit l'accumulateur 43 en mouillant le pied du talus de matières solides, puis rattrappe sensiblement le sommet du talus qui s'éboule, en déversant progressivement le liquide qu'il contient de sorte que l'ensemble des matières solides est mouillé de façon homogène. Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des variantes peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS. 1. Appareil d'extraction au moyen d'un liquide, de produits faisant partie de matières solides, par progression à contre-courant des matières solides et du liquide, les matières solides et le liquide ayant une température supérieure à la température ambiante,-cet appareil comprenant un tambour rotatif à axe généralement horizontal à l'intérieur duquel sont fixés au moins deux transporteurs hélicordaux pour les matières solides, agencés de part et d'autre d'une paroi gén#éralement axiale, dont les spires, qui sont solidaires de la paroi phériphérique du tambour, définissent deux séries de cellules comprise chacune entre deux spires successives, la paroi phériphérique du tambour et la paroi axiale, un élément axial de relevage des matières solides, perméable au liquide étant monté dans chaque cellule et des canaux pour lf écoulement du liquide en contrecourant étant ménagés à la périphérie du tambour, canaux dont chacun a son embouchure située derrière l'élément de relevage d'une cellule, en considérant le sens de rotation du tambour, et sa sortie située dans la cellule de l'autre série de cellules qui est éloignée, en direction inverse par rapport à la direction de transport des transporteurs hélicoidaux, de deux unités, l'appareil comprenant un compartiment d'alimentation continue des matières solides, .présentant des parois de guidage des matières solides dans la première cellule de chacun des transporteurs hélicoidaux, caractérisé en ce que chacun des canaux d'écoulement du liquide dans le compartiment d'alimentation débouche à sa sortie, dans un accumulateur de liquide monté à la périphérie du compartiment d'alimentation, le#s accumulateurs présentant des ouvertures d'écoulement du liquide accumulé dans ledit compartiment d'alimentation, pour l'écoulement avec retardement du liquide dans le compartiment d'alimentation, la première cellule de chacune des séries de cellules présentant, derrière son élément de relevage, une sortie hors du tambour du liquide transporté avec les matières solides, du compartiment d'alimentation. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que e compartiment, présente une paroi périphérique pleine qui présente généralement le même diamètre que la paroi pQt hérique du tambour, et chacun des accumulaeurs comprend ~ne poche convexe montée en saillie sur la paroi périphérique du compartiment d'alimentation, la zone de la périphérie du tambour commune à la poche et au compartiment d'alimentation présentant des ouvertures de passage du liquide, munies de déflecteurs dirigés vers l'intérieur du compartiment d'alimentation et inclinés en sens inverse au sens de rotation du tambour. 3. Appareil selon revendication 1 ou 2 ----------------- caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque série de cellules, une sortie du liquide d'extraction ménagée à plusieurs cellules de distance du compartiment d'alimentation et une entrée pour un liquide à une température supérieure au liquide d'extraction sortant, capable de réchauffer les matières solides à la température d'extraction. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite sortie du liquide d'extraction com munique avec la sortie d'un canal d'écoulement de liquide et l'entrée du liquide de réchauffage est située dans la cellule dans laquelle, en l'absence de ladite ortie du liquide d'extraction, ledit canal d'écoulement de liquide aurait eu sa sortie.