Brevet FR2349118A1 — publié le 19771118

L'invention est relative à une installation de chauffe destinée au chauffage d'une calandre. Elle concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, les calandres utilisées pour la récupération, pa r séchage, des levures en suspension dans un liquide et comportant à cet effet un tambour rotatif chauffé par circu- lation d'un fluide caloporteur, et qui baigne par une partie de sa périphérie dans le liquide à épurer ; sous l'action de la chaleur, les levures en suspension dans ce dernier viennent se coller sur le tambour, qui les entraxe hors du liquide, où elles sont dégagées du tambour par exemple par grattage de celuici au moyen de couteaux. Actuellement, de telles calandres sont chauffées à la vapeur, le tambour étant creux intérieurement et relié par des raccords tournants à une chau dièse. Un tel mode de chauffage actuellement pratiqué présente l'inconvénient d'un manque total de souplesse, qui rend l'utilisation de l'installation peut commode eut limite en pratique ses possibilités. En effet, de par la nécessité de respecter certaines limites de pression pour des raisons de securité et notamment pour éviter des fuites au niveau des joints tournants et du fait que les possibilités de production de vapeur dtune chaudière donnée restent limitées, il n'est pas possible d'obtenir avec une telle nstallation de chauffe une température supérieure à 130 9 C au niveau des tambours, ce qui limite les possibilités d'échange thermique et la vitesse des traitements. Dans le cas où l'on utilise la calandre pour récupérer, par séchage, des levures en suspension dans un liquide, la récupération est limitée aux seules levures sensibles à des températures inférieures à 130 " ; de façon beaucoup plus générale, ltutilisation decalandres ainsi chauffées à la vapeur est limitée aux seuls traitements se pratiquant à une température de l'ordre de 100 à 1300cl ce qui est très limite De plus, il est alors nécessaire d'entretenir une chaudière même si n' l'on utilise que partiellement une installation, et par exemple si l'on utilise seulement deux calandres d'une installation en comportant un nombre bien supérieur, ce qui apparat peu rationnel et se révèle couteaux. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant une installation de chauffe pour les calandres qui soi t à la fois autonome, chaque calandre pouvant le cas échéant être équipée de son installation de chauffe propre,et qui offre en outre des possibilités supérieures en ce qui concerne la gamme des températures atteintes, et par conséquent la gamme des traitements accessibles. Ce but est notamment atteint selon l'invention, en utilisant de l'huile comme fluide caloporteur, et en chauffant cette huile électriquement. I1 est ainsi possible d'obtenir une gamme de temperaturesbeaucoup plus étendue, notamment vers le haut, tout en portant le fluide caloporteur à une pression inférieure qui autorise une construction plus simple de l'installation. L'accroissement des températures atteintes permet d'une part d'effectuer des traitements jusqu'alors inaccessibles aux calandres chauffantes et permet d'autre part, dans le cas de traitements déjà pratiqués sur de telles machines, d'accélérer la vitesse d'application de ces traitements puisque le temps de contact des produits à traiter avec la calandre peut être réduit dans bien des cas. Un chauffage électrique permet de plus de rendre les différentes calandres d'une installation autonome ou de les grouper en un nombre restreint d'uniates fonctionnant ensemble, ce qui évite de chauffer une grande quantité de fluide pour ne faire fonctionner qu'une partie d'une installation. La quantité de fluide mise en oeuvre par chaque installation autonome étant considérablement réduit par rapport au volume de vapeur habituellement miseeneeuvre, il est possibIe de pratiquer nne chauffe quasi-instantanée lorsque le besoin s'en fait sentir, ce qui accrolt la souplesse d'utilisation d'unebatterie de calan dreschauffées selon l'invention. L'installation de chauffe selon l'invention, destinée au chauffage d'une calandre notamment utilisée pour la récupération, par séchage, des levures en suspension dans un liquide et comportant à cet effet un tambour rotatif susceptible de recevoir intérieurement un fluide caloporteur et des moyens de chaux fage du fluide, est caractérisée en ce que le fluide caloporteur est de l'huile et en ce que les moyens de chauffage comportent une batterie de chauffe élec trique. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci dessous, relative à un mode de réalisation non limitatif, ainsi qu'aux dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 montre une vue de dessus d'une calandre double destinée par exemple à la récupération des levures, chauffée selon l'invention. La figure 2 montre une vue latérale de la machine, en coupe partielle suivant le plan II-II de la fiFre I. Ces deux figures illustrent le cas d'une calandre 1 comportant deux tambours identiques 2 et 3 fonctionnent en tandem, mais on pourrait également chauffer selon l'invention des calandres comportant un seul tambour ou un nombre de tambours supérieur à deux. Dans l'exemple illustré, les deux tambours 2 et 3 sont montés à rotation respectivement autour de deux axes horizontaux parallèles 4 et 5, et présentent une périphérie extérieure, respectivement 6 et 7, cylindrique de revolu- tion autour de leur axe respectif. Dans le cas particulier illustré d'une calandre utilisée pour la récupération, par séchage, des levures en suspension dans un liquide, les deux tambours, qui sont en contact le long d'une de leur génératrice, sont entraînés en rotation en sens contraire par un ensemble moteur-réducteur 8 engrenant deux roues dentées 9 et 10 dont chacune est solidaire d'un arbre, respectivement Il et 12, traversant axialement le tambour, respectivement 2 et 3, et reposant de part et d'autre de celui-ci dans des paliers solidaires du bati 13 de la machine ; les sens de rotation respectifs des deux tambours 2 et 3 sont schézniatisés à la figure 1 par des flèches 14 et 15 et sont tels que la zone de contact 16 des deux tambours se déplace vers le haut. Dans une zone située à proximité immédiate de leur génératrice inférieure respective, les deux tambours baignent dans le liquide à épurer 17 contenu dans un bac 18 dans lequel le niveau est maintenu constant par un déversoir 19 alimentant, via une pompe non représentée, une boche située à un niveau supérieur, non représentée ici, qui se déverse à nouveau dans le bac 18 via une vanne de réglage de débit 20 ; une telle disposition permet de mettre le liquide à épurer 17 en circulation permanente et de le réchauffer progressivement au contact des tambours chauffés, ponr réduire progressivement le choc thermique avec ces derniers et réduire la consommation en électricité de chauffage. Chaque tambour est en effet creux et relié vers l'extérieur, via des conduits aménagés axialement de part et d'autre de lui dans son arbre tel que 1 1 ou I2, à des conduits extérieurs 22 et 23 menant respectivement, via des vannes d'isolement 26 et 27 et une pompe volumétrique 28 dans le cas du conduit 22, à la sortie 24 et à l'entrée 25 d'une batterie de chauffe électrique 21. La liaison entre le conduit fixe 22 et les conduits rotatifs situés respectivement à l'intérieur des arbres 11 et 12 s'effectue par exemple via des raccords tournants connus en eux-mêmes 29 et 30, la liaison entre le conduit 23 et les conduits coaxiaux aux arbres 11 et 12 de l'autre côté des tambours 2 et 3 s'effectuant quant à elle par l'intermédiaire de raccords tournants 31 et 32. Dans l'exemple préféré illustré, la batterie de chauffe 21 se présente sous la forme d'une enceinte délimitée essentiellement par une paroi 33 cylindrique de révolution autour d'un axe horizontal 34. Au niveau de son entrée 25, l'enceinte est fermée par une paroi plane 35 orientée perpendiculairement à l'axe 34 et dans laquelle le conduit 27 débouche coaxialement. Face à l'orifice d'entrée 25 est disposé, à l'intérieur de l'enceinte, un élément 36 présentant vers l'entrée 25 une face conique de révolution autour de l'axe 34, convergente vers cette entrée à proximité immédiate de I aquelle est située sa pointe, pour diffuser vers la périphérie de l'enceinte l'huile caloportrice y pénétrant via l'entrée 25. L'enceinte de la batterie de chauffe 21 comporte en outre intérieurement, disposéesdans une zone annulaire de révolution autour de l'axe 34 et entre la périphérie de l'élément conique 36 et la périphérie cylindrique 33, une pluralité de résistances plongeantes de chauffage 37 orientées par exemple parallèlement à l'axe 34 et s'étendant sur la plus grande partie de la longueur de l'enceinte ; ainsi disposées, les résistances chauffantes 37 sont mises au mieux en contact avec le fluide caloporteur introduit dans l'enceinte via son entrée 25 et déviées par l'élément conique 36. A proximité de sa sortie 24, l'enceinte est délimitée par une paroi 38 tronconique de révolution autour de l'axe 34 et convergente de la paroi cylindrique 33 au conduit de sortie 39, qui mène à l'entrée de la pompe 28 menant au conduit 22 et au tambour. Naturellement, de façon connue en soi, le circuit de f luide est muni d'un vase d'expansion 40 lui-même muni d'une soupape de sureté 41. A son entrée dans chaque tambour 2 ou 3 via le conduit d'entrée, res pectivemeut 42 ou 43 coaxial à son arbre 11 ou 12, le fluide caloporteur est réparti au mieux vers la périphérie cylindrique 6 ou 7 par des moyens qui vont être décrits à présent en référence à la figure 2, dans le cas du tambour 2. Comme le montre cette figure, la périphérie extérieure cylindrique 6 du tambour 2 est définie par Ia face extérieure d'une paroi 45 cylindrique de révolution a utour de l'axe 4. Cette paroi se ferme transversalement sur l'arbre 11, de part et d'autre, par une paroi, respectivement 43 et 44, tronconique de révolution autour de l'axe 4 et convergente vers l'extérieur. A l'intérieur du tambour, c'est-à-dire en retrait par rapport aux parois 43 à 45, est disposé un élément 46 délimité également par une paroi 48 cylindrique de révolution autour de l'axe 4 et se fermant sur l'arbre Il par des parois tronconiques 49 et 50 convergentes vers l'extérieur et disposées ici sensiblement parallèlement aux parois 43 et 44, respectivement. L'élément 46 définit ainsi avec les faces internesdDs parois externes du tambour, par ses faces externes, une chambre annulaire 54 de révolution autour de l'axe 4, reliée respectivement via des chambres tronconiques 51 et 52 au conduit d'entrée 42 et à son homologue 53 situé symétriquement à l'intérieur de l'arbre Il,vers le raccord tournant 31et le conduit de reprise 23, de l'autre côté du tambour par rapport au conduit 42. Une telle forme de réalisation du tambour permet une répartition optimale du fluide caloporteur sur toute sa périphérie, évitant ainsi la création de zones mortes. Naturellement, le tambour 3 est conçu de façon identique. De préférence, l'élément central 46 est bourré d'un isolant thermique tel que de la laine de verre afin de limiter la masse à chauffer et de favoriser ainsi les échanges thermiques vers l'extérieur, et les tuyauteries isolées, On obtient ainsi, compte tenu également de la disparition des zones mortes dans la batterie de chauffe 21, un ensemble d'un rendement particulièrement élevé qui permet, en utilisant pour la chauffe seuf résistances chauffantes d'une puissance unitaire de 6kW, d'atteindre des températures de l'or- dre de Z50 C et de porter la vitesse de rotation des tambours de 5 toursninu- tess vitesse maximale limite lorsque l'on utilise la vapeur à la pression maximale de 4 bar s , à des vitesses supérieures à 15 tourvninute à la fois du fait de la pression inférieure du fluide à ces-températures et du fait que Béle- vation de température permet de réduire le temps de contact du tambour chauffé avec le matériau à traiter. Ce dernier avantage se révèle d'ailleurs particulièrement intéressant dans le cas de la récupération des levures, òìt le contact avec le liquide doit être limite à un minimum. I1 est à noter que, dans ce dernier cas, le maintien du fluide à la température requise ne nécessite un forctionnement au maximum des possibilités de la batterie de chauffe qu'en début de fonctionnement de la machine, la conception du circuit d'alimentation en liquide à épurer telle qu'elle a été décrite permettant, en augmentant progressivement la température du liquide, de réduire le choc thermique au niveau de la périphérie du tambour et par conséquent de réduire la consommation de l'installation en calories ; en régime continu, la consommation de l'installation est de l'ordre de 30 kW. Naturellement, ces chiffres sont donnés à titre purement indicatif. Il faut noter enfin qu'à tous les avantages déjà cités de l'installation selon l'invention s'ajoute le fait que tous B e Q é 1 é m e n t s peuvent être contrôlés avec souplesse le cas échéant automatiquement, tant en ce qui concerne les pressions que les températures. Naturellement, dans le cas d'une installation destinée par exemple à la récupération des levures dans un liquide, la calandre comporte en outre les dispositions connues dans un tel cas, et par exemple deux couteaux 55 et 56 disposés parallèlement aux axes 4 et 5 des tambours et en contact respectivement avec une génératrice de chacun d'entr'eux, par exemple dans le plan horizontal des deux axes 4 et 5, vers l'extérieur ; ces couteaux 55 et 56 raclent les levures collées sur la périphérie cylindrique de.chaque tambour lors de sa mise en contact avec le liquide 17 dans le bac 18, les levures ainsi enlevées tombant par exemple dans des gouttières 57 et 58 où elles sont évacuées par tout moyen connu et par exemple par une vis sans fin. Ces dispositions accessoires sont naturellement liées directement à l'utilisation qui est faite de la calandre chauffée selon l'invention, et pourraient notablement varier en fonction de cette utilisation sans que l'on sorte du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Installation de chauffe destinée au chauffage d'une calandre notamment utilisée pour la récupération, par séchage, des levures en suspension dans un liquide et comportant à cet effet un tambour rotatif susceptible de recevoir intérieurement un fluide caloporteur et des moyens de chauffage du fluide, caractérisée en ce que le fluide caloporteur est de l'huile et en ce que les moyens de chauffage comportent une batterie de chauffe électrique. 2) Installation selon la revendication 1, le tambour présentant une périphérie extérieure cylindrique de révolution autour d'un axe, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour provoquer une circulation forcée du fluide caloporteur sur la totalité de la périphérie cylindrique du tambour, à l'intérieur de celui-ci. 3}1 Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tambour est délimité extérieurement par une paroi cylindrique de révolution autour de l'axe et comporte intérieurement un élément présentant une périphérie externe cylindrique de révolution autour de l'axe mais d'un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la dite paroi pour délimiter une chambre annulaire accessible au fluide sur la totalité de la périphérie cylindrique du tambour. 4) Installation selon la revendication 3, le fluide caloporteur étant introduit dans le tambour via un conduit coaxial, à proximité de l'une de ses extrémités transversales, caractérisée en ce que, au moins à proximité de la dite extrémité, la face interne de la paroi cylindrique du tambour et la face cylindrique externe de l'élément se prolongent par des faces coniques de révolution autour de l'axe, dont chacune converge vers la dite extrémité, pour délimiter une chambre conique communiquant d'une part avec la chambre annulaire et d'autre part avec le conduit. 5) Installation selon l'une quelconque des revendications 3 et 4; le fluide caloporteur étant extrait du tambour via un conduit coaxial proximité de sa deuxième extrémité transversale, caractérisée en ce que, au moins à proximité de la dit e deuxième extrémité, la face interne de la paroi cylindrique du tambour et la face cylindrique externe de l'élément se prolonge nt par des faces coniques de révolution autour de l'axe, dont chacune converge vers la dite extrémité, pour délimiter une chambre conique communiquant d'une part avec la chambre annulaire et d'autre part avec le conduit. 6) Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, cara c térisée en ce que l'élément central du tambour est bourré d'unisolant thermique. 7) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la batterie de chauffe électrique comporte une enceinte délimitée par une paroi cylindrique de révolution autour d'un axe et une pluralité de résistances électriques plongeantes disposées à l'intérieur de l'enceinte dans une zone de celle-ci annulaire de révolution autour de son axe et sur la plus grande partie de sa longueur. 8) Installation selon la revendication 7, la sortie du fluide caloporteur hors de l'enceinte étant disposée axialement à une extrémité de celle-ci, caractérisée en ce qu'e l'enceinte est délimité e à la dite extrémité par une paroi tronconique de révolution autour de son axe, convergente de la paroi cylindrique vers la sortie. 9) Installation selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, l'entrée dans enceinte du fluide caloporteurétant disposée à une deuxième extrémité de celle-ci, caractérisée en ce que l'enceinte comporte intérieurement, à proximité immédiate de l'entrée, un élément présentant vers celle-ci une face conique de révolution autour de l'axe de l'enceinte, convergente vers l'entrée, pour diffuser le fluide caloporteur vers la périphérie, des résistances plongeantes étant disposées entre la périphérie du dit élément et la périphérie cylindrique de l'enceinte. 10) Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une pompe de circulation du fluide caloporteur , entre la batterie de chauffe et le tambour,