Brevet FR2388048A1 — publié le 19781117

I1 est connu que, pour le traitement de certains fluides, de certains mélanges, de certaines suspensions, de certaines pulpes, etc,.. il faut y injecter des quantités de gaz exactement dosées. Pour des raisons pratiques, de tels gaz sont en générel, commercialisés à llétat liquéfié et contenus dans des récipients sous pression (bonbonnes et analogues), de sorte qu'il faut, au moment de l1utilisation, gazéifier ledit liquide dans la quantité exacte requise et l'injecter dans l'installation qui doit utiliser le gaz lui-même. Il est préférable d'effectuer le dosage, pour chaque admi nitration de gaz, lorsque le liquide est déjà gazéifié, du fait que, dans cet état, il est plus facile à mélanger avec le fluide à traiter, et surtout parce quen mélangeant dans le fluide ou dans les pulpes, le produit à ajouter, déjà gazéifié, on évite l'inconvénient d'un fort refroidissement, qui peut provoquer également la formation de glace au moment de l'injection. En effet, si on l'injectait à l'étant liquide, du fait qu'il nssest plus sous pression, il s'évaporerait presqu'instantanément, absorbant les calories d'évaporation et refroidissant assez fortement le milieu dans lequel il arrive pour aller jusqu'à produire de la glace qui peut créer des obstructions dangereuses. Si la quantité de gaz à injecter dans le fluide, les pulpes, etc,.. en cours de traitement, varie au cours du temps, il est désirable de disposer d'un appareil qui effectue de telles variations de façon automatique, simple et suons Les appeils du type utilisé jusqu'à présent sont, pour la majeure partie, très complexes et ne conviennent pas pour de petites installations. La présente invention a pour objet un procédé et un appareil relativement économiques destinés à gazéifier des liquides dans de petites installations, et, particulièrement, à gazéifier de l'anhydride sulfureux liquide, et à envoyer un tel gaz, en quantité exactement dosée, dans les mouts d'élaboration du vin. Le procédé et appareil selon l'invention s'appuient sur l'idée de faire varier automatiquement la surface de contact entre le gaz liquide à gazéifier et une paroi chaude. Du fait que la transmission de chaleur, dans ce cas, s'effectue selon la formule Q = KS ta où Q est la quantité de chaleur nécessaire, 5 la surface de contact, K un coefficient dépendant du type de gaz et tO la différence de--- température dans l'appareil d'évaporation, on peut faire varier à volonté les différentes variables, mais de façon que la quantité de chaleur Q soit, à tout instant, celle nécessaire pour produire la quantité voulue de gaz. La figure unique du dessin annexé représente très schématiquement, un exemple de réalisation non limitatif d'un appareil pour mettre en oeuvre l'installation selon l'invention. Sur la figure, la référence R désigne la bonbonne ou un autre récipient dans lequel est contenu le gaz liquéfié sous pression, et R1 désigne le robinet de sortie dudit liquide de la bonbonne. Cet ensemble est contenu, selon l'invention, dans un milieu à température constante, et donc aussi à pression constante. La référence E désigne un évaporateur ou un échangeur de chaleur, relié à R par une conduite T et constitué par un ou plusieurs tubes S entourés par une chemise ou un récipient A dans lequel on fait circuler, de préférence par un système à thermosiphon, un fluide chaud de chauffage du liquide sous pression à gazéifier, qui arrive en S. Bien entendu, on pourrait aussi, dans l'appareil E, inverser la circulation et l'on pourrait faire passer le liquide de chauffage à l'intérieur du tube ou des tubes S, et le liquide à gazéifier à l'extérieur desdits tubes. Ainsi donc, le fluide de chauffage pourra être tout fluide approprié : de l'eau chaude, de la vapeur, de l'huile chaude ou des fluides analogues, ou tout autre moyen de chauffage approprie. Sur le tube (ou sur l'un des tubes) de l'évaporateur E où le gaz s'échappe à l'état gazeux, est monté un manomètre M qui indique à tout instant la pression de ce gaz. Cependant, la pression en S est maintenue automatiquement constante : en effet, l'évaporation du liquide en S a lieu seulement dans une mesure telle qu'elle établit en S une pression égale à celle qui règne dans le bonbonne R, et Si cette pression en S augmentait, le robinet R1 étant ouvert, à travers T, le gaz refluerait an R, quittant le contact avec la paroi chaude de l'évaporateur, tandis que, si la pression en S diminuait, du liquide supplémentaire serait appelé par R, et, du fait de l'évaporation, la pression en S reprendrait la valeur prédéterminée.De S, le gaz, à la pression établie précitée, passe dans une canalisation chaussée Q qui comporte différentes dérivations pour amener le gaz aux éléments où passe le fluide ou la pulpe ou analogue, sous traitement, éléments qui, dans du dessin, sont constitués par des tubes Ni, N2, N3, etc,.. alimentés chacun par Q par l'intermédiaire d'une soupape W1, W2 ou W3, etc, qui émet dans un débitmètre Fl, F2, F3, respectivement et de là, à travers une autre soupape V1, V2 ou V3... vers les tubes N1, N2 et Na. Selon l'invention, on utilise un tel appareil, comme indiqué, pour introduire avec un dosage cxact de l'anhydride sulfureux dans les moûts d'élaboration du vin, dans une cava. Sur la figure, on a désigné par la référence B le récipient ou réservoir du moût que l'on prélève au moyen d'une pompe et que l'on envoie eux tubes N1, N2, N3, etc,.. ou il est sulfuré. Le récipient B comporte deux indicateurs de niveau du moût, L et L', qui indiquent respectivement le niveau maximum -et- le niveau minimum, prévus pour B, et qui ferment et ouvrent automatiquement l'alimentation de B en moût, et commandent la pompe P2. On va considérer à présent un cycle de fonctionnement de l'installation représentée. Au début du cycle, toutes les soupapes Vl, V2, Va, etc,.. W1, W2, W3, etc,.. sont fermées, l'opérateur ouvre le robinet R1 de la bonbonne R contenant l'anhydride sulfureux liquide sous pression et met ainsi également sous pression la cana libation T et l'évaporateur E, du fait que le liquide qui arrive en E vient au contact de la paroi du tube S chauffé par le fluide chaud circulant en A. Compte tenu de ce qui a déjà été dit précédemment, la pression en S sera maintenue automatiquement à la valeur prFdé- terminée.Alors, les soupapes W1, W2, W3.... sont ouvertes, le gaz passe dans les débitmbtres Fl, F2, F3,... respectifs et, par les soupapes V1, VZ, V3 .... également ouvertes, il passe dans le fluide, la pulpe ou le produit analogue sous traitement, exactement dans la quantité voulue, la pression du gaz étant constante. Son écoulement en -tout -point d'utilisation est contrslé visuellement au moyen des débitmètres Fl, F2, F3.... qui, étant placés sur les circuits du gaz, indiquent le débit instantané de chaque fourniture de gaz. Ces débitmètres peuvent être étalonnés de différentes façons, selon les nécessités. Ce procédé s'est avéré, comme on l'a déjà indiqué, particu- librement adapté meme pour de petites installations, comme celles d'introduction et de dosage de f' 502, en cave, eu cours du traitement des moûts. Normalement, il faut égoutter le raisin foulé (pressé) et l'on recueille le mout dans des cuves dans lesquelles une pompe à piston (donc à débit constant, comme la pompe P2 du dessin) prélève le moût pour l'envoyer dans les différentes cuves de fermentation. Suivant le trajet d'alimentation de chaque cuve, on insère des sections de tube, comme n2, N2, N3 .... dans lesquelles, comme on l'a déjà indiqué, alors que la moût circule, on injecte l'anhydride sulfurieux, en quantité proportionnelle au débit de la pompe, c'est-à- dire à la quantité de moQt qui passe dans lesdits tubes. Pour clarifier les explications, on va donner à présent, un exemple numérique de traitement des moûts. Si, lorsqu'elle fonctionne le pompe P2 pompe 300 quintaux de moût à l'heure et que l'on désire répartir dans le moût du 502- dans des doses de 10 g par quintal, il faut faire en sorte que, lorsque l'indicateur de niveau L, met la pompe P2 en marche, la soupape V2 s'ouvre au même moment, soupape qui ouvre l'écoulement de 1' 502 dosé en quantités par la soupape W2, pouvant être lues à l'oeil nu sur F2. Cette lecture devra correspondre à un débit de 300 quintaux x 10 g, soit 3.000 g à l'heure, soit 3 kg de 502 par heure.On pourra indiquer sur le débitmètre, l'échelle en kg/heure ou en grammes -de 502 par quintal de moût, que l'on déterminera an liaison avec le débit de la pompe. La description qui précède met en évidence la simplicité, l'exactitude de dosage et l'automaticité du procédé et de l'appareil selon l'invention. Elle s'applique également à de petites installations, comme dans l'exemple envisagé, et les points -d'injection de gaz pourront, à tout instant, selon-les nécessités, être augmentés ou diminués, sans que cela exige de manoeuvre particulière, du fait que, d'après ce qui a été dit au début de la description, lorsque la demande de gaz augmente, la pression diminue automatiquement en S et cela fait passer de R à S une plus grande quantité de gaz liquéfié qui s'évapore instantanémont à cause de la chaleur existant en A et fait augmenter la pression qui fournit la plus grande quantité de liquide évaporé, devant être injecté dans le fluide ou dans la pulpe, ou dans une matière analogue en cours de traitement. Il faut répéter ici que le fluide dans lequel le gaz dosé sera émis pourra être un liquide ou un gaz, un mélange ou une suspension plus ou moins dense, une pulpe de fruit ou de toute autre substance, et des matières analogues. Pour que l'ensemble fonctionne parfaitement, il faut chauffer la canalisation Q provenant de l'évaporsteur E qui envoie le gaz aux différents points d'utilisation par des moyens appropriés connus en soi, pour éviter des variations de pression dans le gaz, ce qui pourrait compromettre 1'exactitude de fonctionnement de l'installation. On cheuffera de préférance, l'évaporateur par de l'eau chaude, avec une installation appropriée du type à thermosiphon, de façon à ne pas exiger de personnel de surveillance particulicr, ni d'appareils de contrôle compliqués. - REVENI)ICATION5 - 1.- Procédé pour envoyer de l'anhydride sulfureux, dans des quantités exactement dosées, dans les moûts d'élaboration du vin, à partir d'une snurce d'alimentation en anhydride sulfureux à 11 état liquide, caractérisé en ce que l'on envoie ledit liquide, provenant d'un réservoir dtalimentation maintenu à une température et une pression constantes,à un évaporateur dans lequel on fait varier la surface de contact entre liquide et paroi d'échange de chaleur de l'évaporateur directement proportionnellement à la quantité d'anhydride sulfureux gazeux requise chaque fois. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois d'échange de chaleur de l'évaporateur sont sensiblement verticales, et en ce que l'anhydride sulfureux liquide passe du réservoir d'alimentation à l'vaporateur par le principe des vasas communicants, la variation de la surface de contact entre liquide et paroi d'échange de chaleur étant obtenue par variation du niveau du liquide dans l'évaporateur, ledit niveau étant déterminé par la différence des pressions gazeuses qui règnent, au-dessous du niveau du liquide, dans l'évaporateur et respectivement de-ns le réservoir d'alimentation. 3.- Appareil destiné à envoyer de l'anhydride sulfureux, en quantités exactement dosées, dans les moûts d'élaboration du vin, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractéri sé en ce qu'il comprend - un réservoir d'alimentation, contenant de l'-shydride sulfureux liquide maintenu à une température et une pression constantes, un évaporateur pour amener l'anhydride sulfureux à l'état gazeux, formé par une chambre à parois chaudes, allongée verticalement et communiquant directement avec ledit réservoir d'alimentation, dans laquelle est envoyé l'anhydride sulfureux liquide, par le principe des vases communicants, jusqu'à un niveau déterminé par la différcnce des pressions gazeuses régnant dans ladite chambre de 11 évaporateur et respectivement dans ledit réservoir d'alimentation, au-dessous de l'aiydride sulfureux liquide; - au moins une conduite de distribution pour amener l'anhydride sulfureux gazeux sortant de l'Sveporateur dans le moût de vin, ladite conduite comprenant un débitmètre et une soupape de régulation de la sortie du gaz; - eu moins une canalisation d'alimentation en moût de vin, et une pompe à débit constant pour transporter le moût dans ladite -------- canalisation, dans laquelle s'achève ladite conduite de distribution de l'anhydride sulfureux gazeux. 4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir d'alimentation en anhydride sulfureux et la chambre de l'évaporateur communiquent mutuellement par une canalisation reliée aux extrémités inférieures du réservoir et de la chambre. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé an ce qu'il comporte une pluralité de canalisations d'alimentation en moût à chacune desquelles se raccorde une conduite de distribution et de transport de l'anhydride sulfureux gazeux, un débitmètre respectif et une soupape de régulation respective. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites conduites de distribution et de-transport de 11 anhydride sulfureux gazeux sont reliées en parallèle à un évaporateur unique. 7.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ladite chambre de ltévaporateur est entou rée par une chemise de circulation d'eau chaude. B.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que la circulation de l'eau chaude est effectuée par un système à ther mosiphon. 9.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la pompe à débit constant prélève le moût dans un réservoir comportant deux indicateurs-de niveau pour le con troIs d'un niveau maximum, propre à envoyer un signal-de déclenche ment de la pompe, et respectivement pour la contrôle d'un niveau minimum, propre à envoyer un signal d'arrêt delta pompe.