Brevet FR2338736A1 — publié le 19770819

L'invention concerne un procédé et une installation pour la séparation par tamisage des particules précipitées et par exemple pour la fabrication de la caséine, des protéines précipitées, des levures, etc... ainsi, on connais déjà des installations pour la récupération de protéines du sérum du lait dans lesquelles le sérum brut est tout d'abord porté a' une température de 9501 puis est mélangé avec de l'acide afin de l'amener au pH voulu. Le sérum est alors introduit dans des cuves où il est brassé, puis ce sérum, aveq les protéines préci pitées, sont amenés sur un tamiseur de grande capacité ou sont récupérées les protéines tandis que le sérum encore chaud est utilisé dans un échangeur pour préchauffer le sérum brut. Ces installations connues présentent cependant des inconvénients en raison du fonctionnement discontinu résultant de 1 r introduction nécessaire du sérum porté au pH de précipitation dans des cuves de grande capacité où il est brassé afin de produire la précipitation des protéines.Or, cette accumulation du sérum au pH de précipitation dans des cuves de grande capacité impose au début du cycle de fonctionnement de réaliser le chauffage du sérum brut sans pouvoir utiliser les calories qui pourraient ultérieurement être disponibles dans le sérum déprotéiné. Egalement, à la fin du cycle de fonctionnement, lorsque plusieurs cuves de sérum au pH de précipitation ont été traitées, on dispose d'une quantité de sérum déprotéiné correspondant sensiblement à la capacité d'une cuve 7 lequel sérum est encore à une tempe rature élevée, de 800 par exemple, et qu'il est alors nécessaire de refroidir sans que l'on puisse récupérer les calories. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, un procédé pour la séparation par tamisage de particules préci pitées et caractérisé en ce qu'on réalise une décantation en continu des particules avant tamisage afin d'amener sur le tamiseur un liquide à concentration élevée de particules précipitées. L'invention concerne aussi l'installation pour lamie en oeuvre de ce procédé. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure i est une schématique de l'installation, - 1 figure 2 est une vue partielle et éclatée d'un cylindre de tamisage de l'invention, - la figure 3 représente un moyen de réglage de la force centrifuge dans le cyclone. La présente invention a, en conséquence, pour but de séparer et de récupérer à un débit important et en continu un mélange liquide/solide dont les densités respectives permettent une décantation. Particulièrement, et suivant l'exemple décrit, l'invention a pour but la réalisation d'une installation assurant la déprotéinisation en continu du sérum du lait afin d'éviter les pertes d'énergie calorifique se produisant, dans des installations connues, au début et à la fin de tout cycle de fonctionnement. L'installation conforme à l'invention présente également l'avantage d'être d'un prix de revient moindre étant donné qu'elle permet l'emploi de tamiseurs de plus faible surface de tamisage. Dans l'installation représentée sur les dessins ci-joints, le sérum brut est introduit dans la cuve 1 et est amené, à l'aide d'une pompe volumétrique 2, à débit constant, dans un échangeur 3 destiné à assurer le préchauf- fage du sérum pour l'amener, par exemple d'une température initiale de 100 à une température de 670. L'apport calorifique nécessaire pour ce préchauffage est assure', comme on le verra ci-après, par le sérum déprotéiné qui est produit en continu et dès le début du cycle de fonctionnement par l'installation de l'invention. Le sérum préchauffé en 3 est ensuite amené dans un échangeur 4, chauffé, qui porte ce sérum à la température désirée de 950, puis de l'acide contenu dans un réservoir 5 est introduit, en quantité désirée, dans le sérum pour l'amener au pH voulu de précipitation. Ensuite, et conformément à l'invention, le sérum est introduit dans un dispositif 7 assurant la décantation en continu de manière à obtenir, dans la canalisation 8, un sérum à concentration élevée de protéines et dans la canalisation 9, un sérum déprotéiné qui est porte à une température élevée, par exemple 900, de manière telle qu'il puisse être immédiatement utilisé dans ltélément 31de l'échangeur 3 pour assurer le préchauffage du sérum brut. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le dispositif assurant la décantation en continu est constitué par un cyclone se composant d'un récipient à fond conique sur la paroi latérale duquel débouche tangentiellement une buse 10 par laquelle le sérum est projeté de manière que celui-ci soit entraîné en rotation à l'intérieur de la cuve. La centrifugation qui se produit permet alors la séparation des protéines du sérum de manière à obtenir, dans la canalisation 8, pourvue de la pompe 11 un sérum à forte concentration de protéines qui est amené sur le tamiseur 12, lequel tamiseur peut présenter une surface de traitement selativement faible étant donné que seule une petite partie du sérum brut initial est amenée dans ce tamiseur. On récupère alors à la sortie de ce tamiseur, en 13, les protéines qui sont amenées ensuite dans un homo généisateur 14 pour récupérer enfin, dans le récipent 15, le lait ou la crème de protéine. Le sérum déprotéiné provenant du tamiseur 12, ainsi que du cyclone 7 par la canalisation 9, est amené dans le récipient 16, puis est conduit, comme déjà indiqué 7 vers la partie 31 de ltéchangeur 3 par l'intermédiaire de la pompe centrifuge 21 afin d'assurer le préchauffage du sérum brut. La présente invention permet donc bien de séparer et récupérer en continu et à un débit important, un mélange liquide/solide dont les densités respectives permettent une décantation du fait que cette décantation est activée au moyen d'un décanteur constitué par un cyclone qui sépare, d'une part, une partie du liquide relativement pure et, d'autre part, un mélange liquide/solide de concentration plus importante, et donc sous un volume plus réduit, pour une même quantité de matière. Cette disposition permet alors de mettre en oeuvre un tamiseur à surface réduite et, par conséquent, de traiter un débit plus important de liquide primaire. Particulièrement, afin de permettre le réglage de la force centrifuge dans le cyclone 7, et donc le réglage de la rapidité de séparation, il a été prévu, conformément a l'invention, d'introduire le liquide tangen- tiellement dans le cyclone 7 par l'intermédiaire d'une buse 10 pourvue d'un dispositif à section réglable 11. En effet, en faisant varier la section de passage du liquide et étant donné que ce liquide est amené à un débit constant par la pompe volumétrique 2, on obtient une vitesse variable de la force centrifuge dans le cyclone 7 suivant le réglage de la section de passage de ce liquide. Ainsi dans l'exemple de réalisation de la figure 3, ltélément bisauté Il est une position réglable dans la buse 10 par l'intermédiaire du bouton 12 de façon à faire varier la section de passage de ce liquide et donc la vitesse de décantation. En outre, étant donné que l'installation de l'invention assure une séparation et une récupération en continu des particules solides, il a été également conçu un tamiseur centrifuge dans lequel on évite le colmatage des orifices par les particules solides séparées. Ce tamis se compose d'un cylindre creux fixe d'axe 17, à l'intérieur duquel est introduit le mélange à forte concentration de particules solides. Ce cylindre 18 comporte intérieurement, et comme cela est connu, des réglettes de battage longitudinales dont la fonction est de réaliser la séparation des particules solides par la force centrifuge et une rampe hélicoldale dont la fonction- est de déplacer, au fur et à mesure, les parties solides séparées vers l'extrémité du tamis cylindrique afin qu'elles soient finalement extraintes par l'orifice 19 de l'ensemble de tamisage. Ce tamis se compose d'une surface filtrante 20, réalisée par exemple en fibre de verre, qui est disposée entre deux tôles perforées, l'une 22 intérieure au cylindre, l'autre 23 extérieure au cylindre. Cependant, conformément à l'invention, la tôle intérieure 22 est pourvue de fentes 221 qui sont disposées perpendiculairement à l'axe 17 du tamis, alors que, au contraire, la tôle extérieure 23 est pourvue de fentes 231, parallèles à l'axe 17. Par cette disposition des fentes 221 de la tôle intérieure 22, on assure un lavage continu de la surface filtrante en dégageant les particules solides qui peuvent alors être facilement reprises par les palettes internes. Par contre, les fentes longitudinales 231 de la tôle extérieure 23 ont chacune, une coupe, une forme de trapèze isocèle dont la grande base est située sur la face la plus externe du cylindre, si bien que l'on favorise ainsi le décollement de toutes les particules solides qui ont pu traverser la nappe filtrante afin d'éviter ainsi le colmatage de cette face extérieure du filtre. Egalement par cette disposition orthogonale des fentes 221 et 23l, on évite que la pression des matières solides sur la paroi interne ne réalise le poinçonnage de la nappe filtrante. En effet, cette forme trapézoïdale des fentes 231 résulte du cintrage en cylindre d'une tôle plane dans laquelle ont été réalisées des fentes initialement à bords parallèles. L'installation de l'invention permet donc d'assurer une séparation en continu de produits tels que les protéines, la caséine ou la levure, à l'aide d'un tamiseur de faible surface mettant en oeuvre un tamis pouvant descendre à moins de 1 micron et pouvant traiter, à faible débit, et sans risque de colmatage, un liquide très chargé en matières en suspension et cela grâce à la combinaison d'un dispositif de décantation et d'un tamiseur, Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS l@) Procédé pour la séparation par tamisage de particules précipitées, procédé caractérisé en ce qu'on réalise une décantation en continu des particules avant tamisage afin d'amener sur le tamiseur un liquide à concentration élevée de particules précipitées. 2 ) Installation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à. la revendication 1. 30) Installation conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que la décantation en continu du sérum avant tamisage est assurée par un cyclone. 40) Installation conforme à la revendication 2, caractérisée en ce que le tamiseur se compose d'un cylindre de tamisage comportant une nappe de matériau filtrant placée entre deux tôles perforées, les perforations de la tôle interne au cylindre étant constituées par des fentes perpendiculaires à l'axe de ce cylindre et les perforations de la tôle externe au cylindre étant constituées par des fentes parallèles à l'axe du cylindre. 50) Installation conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le cyclone de décantation comporte un conduit tangentiel d'introduction des produits a séparer, l'alimentation des produits dans ce cyclone et par ce conduit étant réalisée d'amont en aval par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique et d'un moyen de réglage du débit.