Brevet FR2378856A1 — publié le 19780825

La presente invention concerne une installation de distillation de liqueurs alcooliques et d'evaporation, du type comprenant une colonne de distillation munie d'un moyen de chauffage et, a sa partie basse, d'un circuit d'extraction, cette colonne de distillation etant associee à un evaporateur comportant une arrivée de produit a concentrer, au moins un moyen de chauffage, une canalisation d'extraction du produit concentré et un depart de vapeur. Dans l'industrie des vins, on est amene a distiller des liqueurs alcooliques, par exemple des vins ou des piquettes, de maniere a en extraire l'alcool. On a gêneralement intérêt a concentrer les effluents de la colonne, effluents encore appelés vinasses, afin de diminuer leur volume à des fins d'epandage par exemple, ou de les amener a l'etat sec, forme sous laquelle ils peuvent, entre autres, servir d'engrais. Parallelement a ces operations, on cherche egalement a augmenter la teneur en extrait sec de certains liquides, par exemple la teneur en sucre des moûts afin d'accroltre le degre alcoolique des boissons obtenues après fermentation de ces moûts. Dans les installations connues pour realiser l'ensemble de ces operations et qui sont du type mentionne ci-dessus, la vapeur formee au cours de la concentration dans ltevaporateur des vinasses ou des moûts est envoyee dans un condenseur ou dans l'atmosphere, ce qui correspond à une perte d'energie. La presente invention se propose de remedier a cet inconvenient et, pour ce faire, elle a pour objet une installation qui se caracterise en ce que le depart de vapeur est relie par un conduit au moyen de chauffage de la colonne de distillation, de maniere a ce qu'au moins une partie de la vapeur soit envoyee vers la colonne. Dans ces conditions, il est possible d'utiliser tout ou partie de la vapeur formée dans l'evaporateur pour le cha#uffage de la colonne de distillation. La vapeur non utilisée peut servir au chauffage d'une autre colonne ou d'un autre evaporateur par exemple Le produit concentre dans l'evaporateur peut être identique ou different de l'effluent sortant de la colonne. Le circuit d'extraction de la colonne de distillation pourra par exemple être constitué par un point de piquage associé a un circuit comportant un siphon aboutissant a un bac relais. Enfin, il faut noter que puisqu'il y a liaison entre l'évaporateur et le moyen de chauffage de la colonne, la pression régnant dans ce dernier est identique a celle régnant dans l'évaporateur. Plus précisément, lorsque le moyen de chauffage de la colonne de distillation est constitué par une arrivée directe de vapeur dans la colonne, la pression de l'évaporateur est égale a celle régnant dans la colonne de distillation, et tout ou partie de la vapeur produite dans l'évaporateur est alors amenée directement dans la colonne. Lorsque le moyen de chauffage de la colonne de distillation est constitué par un bouilleur, la pression de l'évaporateur est égale à celle régnant dans la calandre du bouilleur et tout ou partie de la vapeur produite dans l'évaporateur est amenée dans la calandre du bouilleur. L'évaporateur mis en oeuvre peut être a simple effet, à simple effet à thermocompression ou à multiple effets. Il est bien évident que dans l'hypothàse où le moyen de chauffage de la colonne est constitué par une arrivée directe de vapeur, le corps de l'éva- porateur à multiple effets d'où se fait le départ de vapeur vers la colonne, est à la même pression que la colonne. Dans l'hypothese où le moyen de chauffage de la colonne est constitué par un bouilleur, ledit corps est a la même pression que celle régnant dans la calandre du bouilleur. Par ailleurs, le produit à concentrer de l'évaporateur peut provenir indifféremment de la colonne de distillation ou d'une source de produit autre que la colonne. Cette source peut être, par exemple, une autre colonne de distillation ou encore un bac de stockage du produit à concentrer. Avantageusement, le conduit relié au moyen de chauffage de la colonne de distillation et l'arrivée de produit à concentrer sont pourvus de moyens pour dissocier aisément l'évaporateur de ladite colonne de distillation. Cette disposition permet donc, à volonté, et en particulier en cas de nécessité de nettoyage ou de réparation, d'interrompre le circuit vapeur allant de ltevapo- rateur à la colonne et/ou le circuit produit colonne de distillation-évaporateur. Cette disposition permet également de faire fonctionner l'évaporateur indépendemment de la colonne de distillation, la vapeur produite dans ledit évaporateur pouvant alors être utilisée comme source de chaleur pour d'autres corps d'évapo- ration par exemple. Dans le cas où la source de produit à concentrer dans l'évaporateur est autre que la colonne de distillation, des moyens sont prévus pour extraire les calories des effluents sortant de la colonne et les transférer à l'évaporateur, ces moyens pouvant être constitués soit par un échangeur de chaleur liquide-liquide, le fluide réchauffé dans l'échangeur apportant ses calories à l'évaporateur, soit par un dispositif de détente comportant au moins un stade de détente sous vide, la vapeur formée dans ce dispositif apportant ses calories à l'évaporateur. Selon une variante, des moyens sont prévus pour extraire les calories des effluents de l'evaporateur, et en particulier du produit concentré évacué par la canalisation d'extraction de l'évaporateur et les transférer à la colonne de distillation. Les moyens utilisés peuvent, comme précédemment, être constitués par un échangeur de chaleur liquide-liquide ou par un dispositif de détente comportant au moins un stade de détente. La détente que subit le produit crée une évaporation complémentaire, la vapeur fournie apportant ses calories à la colonne de distillation. Selon une autre variante, lorsque le circuit d'extraction est constitué par un point de piquage associé à un circuit comportant un siphon aboutissant à un bac relais, l'arrivée de produit à concentrer de l'évaporateur peut etre reliée à la colonne par un conduit associé à un point de piquage se trouvant en amont du siphon et à un niveau inférieur à celui du point de piquage auquel est associé le circuit comportant un siphon, la colonne de distillation étant placée à un niveau tel par rapport à l'évaporateur, qu'il y a écoulement des effluents vers l'évaporateur par simple gravité. Dans ces conditions, les vinasses s'écoulent librement vers ltevapora- teur sans nécessiter aucun moyen assurant leur circulation (pompes, etc ...). Ceci permet donc une économie d'énergie et la suppression de toutes les sources d'ennuis inhérentes aux pompes et autres moyens de circulation des fluides. Dans le cas où le circuit vapeur allant de l'évaporateur au moyen de chauffage de la colonne est interrompu, il est bien certain que la pression de ltevapora- teur peut être différente de celle régnant dans le moyen de chauffage. Par ailleurs, du fait des positions relatives des points de piquage du circuit formant siphon et du conduit assurant la relation entre l'arrivée de produit à concentrer de l'évaporateur et la colonne, l'effluent de cette dernière s'écoule d'abord par ledit conduit. Si, pour une raison quelconque (réparation ou nettoyage de l'évaporateur par exemple), cet écoulement est interrompu, par exemple par une vanne de sectionnement, effluent est évacué automatiquement et sans aucune manoeuvre supplémentaire par le circuit comportant un siphon qui joue alors le rôle de trop-plein. Selon un mode de réalisation, le point de piquage dudit conduit est situé sur la colonne de distillation. Selon un autre mode de réalisation, le point de piquage dudit conduit est confondu avec la première sortie d'une capacité intercalée entre la colonne de distillation et le siphon, cette capacité comportant en outre une seconde sortie située à un niveau supérieur à celui de ladite première sortie et de préférence non supérieur à celui de la liaison de la capacité avec la colonne, cette seconde sortie étant reliée au siphon. Enfin, la canalisation d'extraction de l'évaporateur peut aboutir au bac relais. Dans ces conditions, le produit concentré provenant de l'évapora- teur, ayant subi un refroidissement éventuel comme indiqué ci-dessus dans un dispositif de détente ou dans un échangeur liquide-liquide, emprunte le même circuit que celui qu'emprunte l'effluent non concentre 8'écoulant hors de la colonne par le circuit comportant un siphon. On économise donc ainsi un bac. Un mode d'exécution de la présente invention est représenté à titre d'exemple sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'une installation selon l'invention où l'évaporateur peut être alimenté indifféremment en effluent provenant de la colonne de distillation ou d'une source autre, et - la figure 2 représente une vue schématique d'une installation selon l'inven tion où Itévaporateur est alimenté par l'effluent s'écoulant de la colonne de distillation. L'installation de la figure 1 comporte une colonne de distillation 1 munie d'une arrivée 2 de liqueur alcoolique à distiller, à son sommet, d'une sortie 3 de vapeur d'alcool et, à sa partie basse, d'une arrivée 4 de vapeur et d'un siphon 5 débouchant dans un bac relais 6. La base de ce dernier est en relation directe avec une pompe 7, la sortie de cette pompe étant associée à un conduit 8 d'évacuation de l'effluent de la colonne de distillation. Cette installation comporte en outre un évaporateur 9 muni d'une arrivée 10 de vapeur de chauffage. L'évaporateur 9 est par ailleurs pourvu d'un départ de vapeur 11 qui se prolonge par une conduite 12 munie d'une vanne a et venant se greffer sur l'arrivée 4 de vapeur. Cette derniere est pourvue d'une vanne b placée en amont du point d'intersection avec la conduite 12. Enfin, l'évapora- teur comporte un circuit d'extraction 13 par où est évacué le produit concentré ainsi qu'une arrivée 14 de produit à concentrer. Cette arrivée 14 est reliée à une pompe d'alimentation 15 elle-même en relation avec la base d'un bac relais 16. Dans ce dernier, débouchent une arrivée de produit à concentrer 17 munie d'une vanne c et en liaison avec une source de produit à concentrer non représentée, et une arrivée de produit 18 munie d'une vanne d et en liaison avec le conduit 8. L'évaporateur 9 peut être du type simple effet, simple effet à thermocompression de vapeur ou multiples effets. La quantité de vapeur s'échappant vers la colonne de distillation 1 par le départ 1 1 correspond à tout ou partie de la vapeur produite dans le corps d'évaporation comportant ce départ. Les condensats correspondants aux différents corps de chauffe de l'éva- porateur 9 et la vapeur d'évaporation, éventuellement non utilisée dans ledit évaporateur 9, sont évacués par des conduite non représentés. Ainsi, l'évaporateur 9 peut être alimenté indifféremment en produit provenant de l'arrivée 17 ou en effluent provenant de la colonne de distillation 1. Dans ce dernier cas, la vanne c est fermée, la vanne d est ouverte et tout ou partie de la vapeur formée dans l'évaporateur 9 est utilisée pour le chauffage de la colonne de distillation 1 (la vanne a est alors ouverte). Quand la colonne de distillation 1 est à l'arrêt, l'évaporateur peut être alimenté par l'arrivée 17 (vanne c : ouverte) et- la vapeur formée dans l'évaporateur 9 est utilisée au chauffage d'une autre colonne ou d'un autre évaporateur ou d'un autre corps d'évaporation (la vanne a est alors fermée). Enfin, quand l'évaporateur 9 est arrêté pour réparation ou nettoyage, les vannes a, c et d sont fermées et la vanne b est ouverte ou, à tout le moins, son ouverture est modifiée. L'installation de la figure 2 comporte une colonne de distillation 1 munie d'une arrivée 2 de liqueur alcoolique à distiller, à son sommet, d'une sortie 3 de vapeurs d'alcool et, à sa base, d'une arrivée 4 de vapeur et d'un tube 5 en liaison avec une capacité cylindro-conique 6 dont la partie conique est dirigée vers le bas et comporte à son extrémité un conduit 7 portant une vanne de sectionnement a et débouchant dans un évaporateur 8. La capacité 6 est en outre reliée, par sa partie cylindrique et sensiblement au même niveau que le tube 5, à un siphon 9 débouchant dans un bac relais 10 muni, à sa base, d'un circuit d'extraction 11. La colonne de distillation 1 est surélevée et repose sur un support 12, la hauteur de ce support étant choisie de maniere à ce que l'effluent de distillation s'écoule par simple gravité dans le conduit 7 vers l'evapo- rateur 8. La colonne de distillation 1 peut être du type colonne à plateaux. Dans le cas présent, le chauffage de la colonne est assuré par injection de vapeur, en légère surpression, mais le même résultat peut être obtenu par un bouilleur placé à la base de la colonne. L'ensemble tube 5-capacité 6 peut être supprimé, le siphon 9 et le conduit 7 devant alors être directement branchés sur la colonne 1 Il est nécessaire toutefois, pour ne pas affecter le fonctionnement de l'installation, que le point de piquage du siphon 9 sur la colonne 1, soit situé à un niveau supérieur à celui du point de piquage du conduit 7 sur la colonne 1. L'évaporateur 8 est du type à thermocompression de vapeur. Cet évapo- rateur comporte un faisceau tubulaire intérieur 13 alimenté au moyen de la conduite 14, par de la vapeur comprimée provenant d'un thermocompresseur 15, l'eau de condensation étant extraite dudit faisceau 13 par la conduite 16. Il est bien entendu que tout autre modèle d'évaporateur peut convenir, et en particulier les évaporateurs à flots tombants ou à circulation forcée. Un conduit de vapeur 17 est prévu à la partie supérieure de l'évaporateur 8. Cette conduite 17 est en relation d'une part avec la colonne t par l'intermédiaire de la conduite 18 portant une vanne de sectionnement b et, d'autre part avec le thermocompresseur 15 par l'intermédiaire de la conduite 19. La vapeur circulant dans la conduite 19 est comprimée dans le thermocompresseur 15 par la vapeur sous pression provenant d'une arrivée 20, la vapeur comprimée obtenue étant évacuée du thermocompresseur par la conduite 14 vers le faisceau tubulaire 13. L'arrivée 4 et l'arrivée 20 sont toutes deux pourvues d'un régulateur de pression ou de débit respectivement 21 et 22. Les arrivées de vapeur 4 et 20 peuvent provenir d'une même source de vapeur (non représentée). L'évaporateur 8 est de plus relié à sa base à une pompe d'extraction 23 qui permet d'acheminer les vinasses concentrées, via une conduite 24, vers une installation de traitement 25, par exemple de refroidissement ; les vinasses ainsi traitées sont ensuite déversées par la conduite 26 dans le bac relais 10. il est encore à noter que le bac relais 10 et l'évaporateur 8 sont munis chacun d'un dispositif régulateur de niveau (non représenté), qui permet de maintenir une charge de liquide sur l'aspiration de la pompe 23 et de celle du circuit d'extraction 11. Si pour une raison quelconque, il est nécessaire d'arreter l'évaporateur 8, arrêt qui s accompagne de la fermeture des vannes a, b et d et de l'ouverture ou de la modification de l'ouverture de la vanne c, le niveau des vinasses va monter dans la capacité 6, puis déborder dans le siphon 9 et aboutir dans le bac relais 10. De là, ces vinasses sont reprises par le circuit unique d'extraction 11. Des que l'évaporateur 8 doit à nouveau etre mis en service, ce qui s'accompagne de la manoeuvre inverse des vannes a, b, c et d, le niveau va baisser dans la capacité 6 et toutes les vinasses provenant de la colonne 1 seront dirigées vers cet évaporateur. Les vinasses concentrées s'écoulant de la conduite 26 dans le bac relais 10 sont ensuite éventuellement envoyées dans une autre installation de traitement ou vers un concentreur final. REVENDICATIONS 1.- Installation de distillation de liqueurs alcooliques et d'evaporation, du type comprenant une colonne de distillation munie d'un moyen de chauf fage et, à sa partie basse, d'un circuit d'extraction, cette colonne de distillation étant associée à un évaporateur comportant une arrivée de produit à concentrer, au moins un moyen de chauffage, une canalisation d'extraction du produit concentré et un départ de vapeur, caractérisée en ce que ledit départ de vapeur est relié par un conduit au moyen de chauffage de la colonne de distillation, de maniere a ce qu'au moins une partie de la vapeur soit envoyée vers la colonne. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit circuit d'extraction de la colonne de distillation est un point de piquage associé à un circuit comportant un siphon aboutissant à un bac relais. 3.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le moyen de chauffage de la colonne de distillation est constitué par une arrivée directe de vapeur dans la colonne, la pression de l'évaporateur étant égale à celle régnant dans la colonne de distillation. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le moyen de chauffage de la colonne de distillation est constitué par un bouilleur, la pression de l'évaporateur étant égale à celle régnant dans la calandre du bouilleur. 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que l'évaporateur est à simple effet, à simple effet à thermocompression ou à multiples effets, le corps d'où se fait le départ de vapeur vers la colonne étant à la pression de la colonne. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisée en ce que l'évaporateur est à simple effet, à simple effet à thermocompression de vapeur ou à multiples effets, le corps d'où se fait le départ de vapeur vers le bouilleur étant à la pression régnant dans la calandre du bouilleur. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à#6, caractérisée en ce que le produit à concentrer dans ltevaporateur provient de la colonne de distillation. 8.- Installation selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisée en ce que le produit à concentrer dans l'évaporateur provient d'une source de produit autre que la colonne de distillation. 9.- Installation selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisée en ce que le conduit relié au moyen de chauffage de la colonne de distillation et l'arrivée de produit à concentrer sont pourvus de moyens pour dissocier aisément l'évaporateur de ladite colonne de distillation. 10.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 8, caractérisée en ce que le conduit relié au moyen de chauffage de la colonne de distillation est pourvu de moyens pour dissocier aisément l'évaporateur de ladite colonne. 11.- Installåtion selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens sont des vannes de sectionnement. 12.- Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens sont des vannes de sectionnement. 13.- Installation selon l'une quelconque des revendications 8, 10 et 12, caractérisée#en ce que des moyens sont prévus pour extraire les calories des effluents sortant de la colonne et les transférer à l'évaporateur. 14.- Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits moyens sont constitués par un échangeur de chaleur liquide-liquide, le fluide réchauffé dans l'echangeur apportant ses calories à l'évaporateur. 15.- Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits moyens sont constitués par un dispositif de détente comportant au moins un stade de détente sous vide, la vapeur formée dans ce dispositif apportant ses calories à l'évaporateur. 16.- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, -caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour extraire les calories des effluents de ltevaporateur et en particulier du produit concentré évacué par la canalisation d'extraction de l'évaporateur et les transférer à la colonne de distillation. 17.- Installation selon la revendication 16, caractérisée en ce que lesdits moyens sont choisis entre un échangeur liquide-liquide et un dispositif de détente comportant au moins un stade de détente, le fluide réchauffé dans l'échangeur et la vapeur formée dans le dispositif de détente apportant leurs calories à la colonne de distillation. 18.- Installation selon l'une quelconque des revendications I à 7, 9, 11, 16 et 17, caractérisée en ce que l'arrivée de produit à concentrer de l'évaporateur est reliée à la colonne par un conduit associé à un point de piquage se trouvant en amont du siphon et à un niveau inférieur a celui du point de piquage auquel est associé le circuit comportant un siphon, la colonne de distillation étant placée à un niveau tel par rapport à l'évaporateur, qu'il y a écoulement de lteffluentvers l'évaporateur par simple gravité. 19.- Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que le point de piquage dudit conduit est situé sur la colonne de distillation. 20.- Installation selon la revendication 18, caractérisée en ce que le point de piquage dudit conduit est confondu avec la premiere sortie d'une capacité intercalée entre la colonne de distillation et le siphon, cette capacité comportant en outre une seconde sortie située à un niveau supérieur à celui de ladite premiere sortie et de préférence non supérieur à celui de la liaison de la capacité avec la colonne, cette seconde sortie étant reliée au siphon. 21.- Installation selon l'une quelconque des revendications I8 à 20, caractérisée en ce que la canalisation d'extraction de l'évaporateur aboutit au bac relais.