Brevet FR2393541A1 — publié le 19790105

La présente étuve, ou séchoir, est utilisable pour tout produit divisé en particules et spécialement pour des produits alimentaires que lton désire dessécher. En particulier elle est destinée à la transformation en coprah d'amandes de noix de coco rapées, en fin de cycle d'un procédé industriel de traitement de ces amandes en vue de l'extraction ultérieure de l'huile ou pour toute utilisation de ces amandes rapées. I1 est bien connu de sécher des particules de toutes sortes sur soles poreuses traversées de bas en haut par un courant de gaz chauds, soit en lit fluidisé soit sur une bande transporteuse, dans une enceinte fermée avec filtres ou tamis dans les cheminées de sortie de gaz. Les brevets français nOs 233 567, 1 256 602 et 1 353 994 décrivent de tels dispositifs. Dans le cas du traitement de la noix de coco, entre autres, on constate que les granules à sécher ont des dimensions peu homogènes ; aussi leur séchage accéléré dans un courant de gaz chauds provoque-t-il l'entratnement d'une part excessive des granules, ce qui est une gêne et une perte de rendement. En outre les gaz chauds traversant trop vite la couche des particules, leur chaleur est en partie perdue. Enfin, on a constaté que la répartition des granules sur la sole poreuse peut notre pas homogène, car soit le déversement des particules franches, soit leur évacuation à l'état sec peut provoquer des accumulations ou des manques. L'étuve selon l'invention remédie à ces inconvénients. Elle comporte une cuve rectangulaire allongée, avec un fond constitué d'une sole poreuse alimentée sous toute sa surface inférieure par des capacités de distribution de gaz sécheurs. On réalise ainsi un lit fluidisé des particules traitées, lesquelles se déplacent à la surface de la sole depuis un orifice d'introduction des particules séchées dont le débit est réglable. Afin d'éviter de surchauffer les particules en fin de circuit, le débit des gaz sécheurs et/ou leur température sont réglés indépendamment dans chaque capacité de distribution, de telle sorte que le débit et/ou la température décroissent régulièrement de l'orifice d'introduction vers l'orifice d'évacuation. L'étuve selon l'invention est caractérisée principalement par une bande de filtration sans fin formant une courroie à mouvement continu. Le brin inférieur plan et généralement horizontal de cette bande recouvre au moins la majeure partie de la cuve et constitue une première surface de filtration des gaz s'évacuant de la cuve. Le brin supérieur est sensiblement parallèle au brin inférieur, la bande sans fin passant autour de deux rouleaux, chacun étant situé près d'une extrémité de la cuve. Sur ce brin supérieur un distributeur déverse un lit de particules franches, lesquelles sont entratnées vers l'orifice d'introduction de la sole poreuse à travers une cheminée de déversement. Les gaz traversent le brin supérieur qui constitue une deuxième surface de filtration, ainsi que le lit de particules fratches, ledit lit constituant un troisième élément de filtration. En traversant les particules fratches les gaz chauds opèrent un pré-séchage de ces particules ; on récupère ainsi une quantité de chaleur importante. L'expérience a conduit à déterminer une surface de la sole du lit fluidisé sensiblement égale à la moitié de celle du lit de pré-séchage. Enfin, tout ou partie des gaz recueillis au-dessus du brin supérieur de la bande peut hêtre recyclé dans l'alimentation de la sole poreuse. En fonctionnement, une partie des particules les plus légères peut venir se coller contre le brin inférieur de la bande de filtration. Grâce au mouvement de cette bande et à un dispositif combinant des brosses rotatives avec des jets de fluide, ces particules sont évacuées en dehors de l'enceinte de la cuve, tandis qu'une lèvre souple assure l'étanchéité de la cuve en venant lécher la bande au droit du rouleau qui guide cette bande. Afin d'éviter la formation de mottes de particules sur le lit fluidisé, l'invention a prévu un dispositif d'agitation de ce lit au moyen de peignes ou de grillage se déplaçant dans un mouvement de va-et-vient horizontal. Ce démottage provoquant parfois une accumulation de produit sur les bords latéraux du lit, on combat cette tendance en réalisant une injection pariétale des gaz de séchage. L'invention est caractérisée par les points suivants 10 La surface filtrante constitue une sole poreuse de pré-séchage du produit, le lit ainsi réalisé constituant par lui même un milieu filtrant ; 20 Le produit traité passe de la surface filtrante à la sole du lit fluidisé à travers une cheminée de déversement;; 30 La surface filtrante est une bande sans fin tendue entre deux rouleaux rotatifs 40 Les deux brins de la bande sans fin constituent une double surface filtrante 50 La surface du lit fluidisé mesure sensiblement la moitié de celle de la surface filtrante 60 Pour une longueur sensiblement identique du lit fluidisé et de la suface filtrante, la largeur du lit fluidisée mesure sensiblement la moitié de celle de la surface filtrante 70 Le collecteur d'évacuation des gaz de séchage est disposé au-dessus des deux brins de la bande filtrante 80 Les gaz de séchage évacués par le collecteur sont recyclés en tout ou partie 90 L'orifice de sortie comporte un dispositif de débit réglable 100 Un dispositif secoueur est disposé au sein du lit fluidisé et/ou sur la sole filtrante, 1PO Des injections pariétales de gaz de séchage sont disposées de part et d'autre du lit fluidisé 120 La bande de filtration sans fin est nettoyée par des brosses rotatives combinées avec des jets de fluide, le tout monté dans un carter séparé. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, détaille les différentes particularités de l'invention et l'art de les réaliser La figure l est une vue schématique en coupe longitudinale de la machine. La figure 2 est une coupe transversale selon le plan II - II de la figure 1. La figure 3 est une coupe transversale selon le plan III - III de la figure 1. La figure 1 illustre, en coupe longitudinale, le schéma général de la machine. On voit le lit fluidisé de particules 1, reposant sur une totale perforée 2 elle-même alimentée par dessous en gaz chauds. On voit également le brin inférieur 3 et le brin supérieur 4 de la bande de filtration sans fin passant autour des rouleaux 5 et 6 tournant dans le sens des flèches portées sur lesdits rouleaux. Sur le brin supérieur, on voit enfin la couche de particules fraîches 7. Un collecteur prenant la forme d'une hotte 8 permet l'évacuation des gaz chauds qui ont successivement traversé le lit fluidisé l des particules en cours de séchage, le brin inférieur 3 et le brin supérieur 4 de la bande de filtration sans fin, ainsi que le lit de particules franches 7 en cours de pré-séchage. L'alimentation de la machine en particules franches peut être réalisée à partir d'une trémie 9. L'expérience a montré qu'un lit de particules franches 7 de trois centimètres d'épaisseur constituait à la fois un milieu filtrant minimisant l'envol des particules fines et une épaisseur de pré-séchage correcte. Pour assurer cette couche bien régulière de particules franches, on peut avantageusement ajouter à la trémie d'alimentation 9 un rouet à aubes 10 tournant par exemple dans le sens de la flèche portée sur ledit rouet. En faisant varier la vitesse de rotation du rouet on peut régler l'épaisseur du lit de pré-séchage, tandis qu'une vitesse constante assure sa régularité tout le long du brin supérieur 4 de la bande de filtration. Cette bande de filtration peut être constituée, par exemple, par une toile métallique, elle-même tissée de fils d'acier inoxydable. Tendue entre ses deux rouleaux porteurs 5 et 6, elle peut être supportée au besoin par un certain nombre de rouleaux auxiliaires tels que 11 - lia. A l'extrémité du brin supérieur 4, à droite sur la figure 1, les particules pré-séchées tombent sur la sole 2 et forment le lit fluidisé l des particules en cours de séchage, ces particules s'acheminant vers le sas de sortie, à gauche de la figure 1. Pour faciliter ce cheminement du lit fluidisé I, on peut avantageusement donner à la tale perforée 2 constituant la sole une légère pente, de l'ordre de deux pour cent par exemple. Pour le traitement de la noix de coco rapée, l'expérience a montré qu'en maintenant un lit fluidisé d'environ douze centiares d'épaisseur on obtient un séchage suffisant (degré d'humidité inférieur à sept pour cent), sans que le temps du séjour des particules occasionne un brunissement du produit, ce brunissement devant hêtre évité sous peine d'une diminution de la qualité du produit. Pour respecter cette épaisseur et éventuellement la modifier, on a disposé à l'extrémité de sortie un sas rotatif 12, constitué essentiellement comme le rouet d'alimentation 10. Le rouet 12 tourne par exemple dans le sens de la flèche portée sur ledit rouet. De façon à pouvoir régler l'épaisseur du lit fluidisé 1, on peut faire monter ou descendre l'axe du rouet en même temps que son carter 13. Les particules séchées tombent dans un bac de recueil 14, ou sur une courroie ou goulotte d' évacuation. Pour éviter toute surchauffe des particules en fin de circuit, on divise l'arrivée de gaz chaud sous la sole perforée 2 en plusieurs capacités, trois par exemple telles que 15 - 15a 15b, au moyen de cloisons telles que 16 - 16a, disposées entre la sole 2 et le fond 17 de l'étuve, le débit de gaz chauds et/ou leur température alimentant la capacité 15b étant inférieurs à ceux alimentant la capacité l5a et ces derniers étant eux-mêmes inférieurs à ceux alimentant la capacité 15. Si l'on désire refroidir les particules séchées avant leur sortie par le sas 12, on peut alimenter la dernière capacité, telle que L5b, en gaz froids une cloison telle que 16b étant en vis à vis de 16a, au-dessus de la surface supérieure du lit fluidisé l jusqu'au brin inférieur 3 de la bande filtrante sans fin, ainsi qu'une autre cloison 16c entre les deux brins de cette bande, pour éviter le mélange des gaz froids et chauds. Afin d'uniformiser les flux des gaz qui alimentent la sole 2 dans chacune des capacités 15 - b5a - 15b, on dispose avantageusement des totales perforées régulatrices telles que 18 18a l8b, la perforation desditestôles régulatrices provoquant une perte de charge supérieure à celle donnée par la tôle perforée constituant la sole 2. Le lit de matières fluidisées X, ayant une épaisseur supérieure à celui des matières pré-séchées 7, la sole 2 doit avoir une surface inférieure à celle du brin supérieur 4. L'expérience a montré qu'un rapport approximativement d'un demi semblait le plus favorable, compte-tenu des vitesses optimales de défilement du lit de matières fluidisées 1 et du lit de matières pré-chauffées 7. Afin d'éviter l'accumulation de produit aux extrémités dru séchoir, il a semblé plus intéressant de conserver une longueur sensiblement équivalente aux deux lits l et 7 et de réduire la largeur du lit l par rapport au lit 7, ce qui conduit au tracé des figures 2 et 3 lesquelles sont des coupes selon les plans respectifs Il - II et III - III de la figure l. Sur la figure 2 on remarque que les particules préchauffées du lit 7 tombent sur le lit I en rencontrant des parois obliques 20 - 20a. Selon l'invention ces parois obliques, au droit du passage vertical des particules comportent des tales perforées qui admettent une injection pariétale des gaz chauds, laquelle injection a pour objet de faire décoller des parois obliques 20 20a les particules fines qui auraient tendance à sy accumuler. L'expérience a encore montré, en particulier pour des produits gras comme les particules de noix de coco rapées, que des accumulations et des manques peuvent se former au sein du lit fluidisé. Selon l'invention un dispositif de peignes de démottage peut améliorer l'uniformité du lit 1. Les dents de ces peignes sont solidaires de barres longitudinales telles que 21 - 21b - 21c-21d (figures X et 3) reliées entre elles par des barres transversales telles que 22 (figure 3) coulissant elles-mêmes dans des glissières fixées sur les parois latérales du séchoir. Ces peignes qui s'étendent sur tout ou partie de la longueur du lit fluidisé 1 sont soumis à un mouvement de va-etvient latéral gracie à des dispositifs bielle-manivelles tels que 23, par exemple. Comme le mouvement latéral de ces peignes tend à accumuler les particules sur les bords latéraux du lit T, on contrebat cette tendance, selon l'invention, en créant une injection pariétale de gaz chauds à travers des tôles perforées latérales telles qu 24 - 24a (figure 3), sur une hauteur au moins égale à celle du lit de particules fluidisées et sur toute la longueur des peignes de démottage. On pourrait aussi remplacer les peignes par un grillage horizontal au sein du lit fluidisé. Pour certaines applications, l'invention prévoit de monter un dispositif de émottage sur le brin supérieur 4 de la bande de filtration sans fin. Le séchoir étant en fonctionnement, les particules fines ont tendance à colmater la tôle métallique constituant la bande filtrante sans fin ; il est donc nécessaire de nettoyer cette bande en continu, grâce à des dispositifs particuliers décrits ciaprès. Sensiblement à l'aplomb du rouleau 5, une brosse rotative 25, (figure 1 et 3), tournant de préférence dans le même sens que le rouleau 5, vient nettoyer la bande, alors qu'elle vient de supporter le lit de pré-séchage 7. Une seconde brosse contra-rotative 25a peut être avantageusement combinée avec la première, leurs poils se chevauchant au besoin pour assurer leur nettoyage réciproque. Un racleur 26 décrasse en même temps la surface du rouleau 5. L'autre extrémité de la bande, au droit du rouleau 6 (figure 1), est nettoyée par une brosse rotative 27, tournant dans le même sens que le rouleau 6, tandis qu'un racleur 28 décrasse en même temps la surface du rouleau 6. Comme pour l'autre extrémité une brosse contra-rotative pourrait être adjointe à la brosse 27. Ces dispositifs au droit du rouleau 6 sont complétés, suivant l'invention, par un jet de vapeur ou de liquide amené soit tangentiellement au rouleau par un conduit 29, soit à l'intérieur du rouleau, ce dernier étant alors percé de nombreux trous. Les particules ainsi brossées et humidifiées ne doivent pas être redéposées sur la sole 2 en bout du lit de séchage Elles peuvent tomber dans un bac 30 situé en dehors du circuit normal de séchage et eatre éventuellement récupérées en étant reversées dans la trémie d'alimentation 9. Un dispositif de lèvre souple 31, appliquée contre la bande sans fin au droit du tambour 6, assure l'étanchéité entre l'enceinte de l'étuve et le compartiment de nettoyage, lui-même limité par un carter 32. Les carters entourant respectivement les rouets 10 et 12 assurent disleur côté d'étanchéité de l'étuve autour de ces rouets. Afin d'empêcher les particules tombant du lit de pré-séchage 7 vers le lit fluidisé I de refluer vers la hotte 8, le carter 33 épouse le contour du rouleau 5 en formant une sorte de cheminée de déversement. Une variante à cette disposition consisterait à monter, sensiblement sur le même plan horizontal que le rouleau 5 et tournant en sens contraire, un rouet à aubes semblable aux rouets 10 ou 12, l'extrémité desdites aubes venant lécher la bande filtrante. L'étanchéité latérale de la bande filtrante est réalisée, au moins sur le brin supérieur, au moyen de cornières 34 - 34a dont les ailes verticales sont fixées sur les flancs du séchoir et dont les ailes horizontales viennent affleurer les deux bords de la bande filtrante. Un des rouleaux, par exemple le rouleau 5, ainsi-que les brosses rotatives de nettoyage, sont entratnés par moteurs. La figure 3 montre à titre d'exemple un moteur électrique 35 entrat- nant le rouleau 5 et la brosse 25 par des moyens connus, tels qu'un ensemble poulies-courroie. La fourniture de gaz chauds dans les capacités telles que 15 - 15a - 15b peut être réalisée par tous moyens thermiques connus, à l'exclusion d'un combustion directe dans les gaz, laquelle polluerait le produit traité. I1 est même indiqué de filtrer les gaz chauds pour éviter toute pollution. Il est tout indiqué également de filtrer les gaz évacués par la hotte 8, afin de récupérer les quelques particules qui auraient pu traverser les deux brins 3 et 4 de la bande sans fin et le lit 7 de particules fratches, ce filtrage supplémentaire permettant alors de recycler les gaz évacués dans le circuit d'alimentation de la sole 2, avec éventuellement un condenseur pour les sécher. A titre d'exemple, on peut donner quelques précisions quant à une étuve de séchage capable de traiter deux tonnes par heure de produit tel que de la noix de coco rapée Le lit de matières fluidisées a une longueur de 5,8 mètres et une largeur de 1, 3 mètre, soit une surface de 7,54 mètres carrés. La longueur et la largeur du lit de pré-séchage sont respectivement 5,8 mètres et 2,3 mètres, une surface de 13,34 mètres carrés pour ce lit. La hauteur comprise entre la sole du lit fluidisé et le brin inférieur de la bande de filtration est de 1,50 mètre. La hauteur des tales perforées permettant l'injection pariétale de gaz chauds est de 0,20 mètre. La vitesse de défilement de la bande de filtration sans fin et de 1 mètre par minute. Le rouet du sas de sortie du produit traité a un diamètre de 0,40 mètre. I1 dépasse la sole d'une hauteur qui peut être réglée de O à 0,20 mètre ; sa vitesse de rotation peut être réglée entre 10 et 16 tours par heure. Le débit de gaz chauds dans les trois capacités 15 15a - 15b est respectivement de 7, 6 et 5 mètres cubes par seconde avec une pression de 150 millimètres d'eau et une température pouvant varier entre 115 et 125 degrés centigrades. REVENDICATIONS lo étuve de séchage de particules alimentaires sur lit fluidisé, lesdites particules étant déposées sur une sole poreuse, les gaz sécheurs circulant perpendiculairement au déplacement des particules à traiter et une surface filtrante disposée audessus du lit fluidisé s'opposant au passage des particules fines entratndes par les gaz sécheurs, mais laissant passer les gaz sécheurs sans perte de charge excessive, caractérisée en ce que ladite surface filtrante constitue une seconde sole poreuse sur laquelle les particules fratehes subissent un pré-séchage, le lit de ces particules franches réalisant par lui-mzeme un milieu filtrant, ladite surface filtrante étant une bande sans fin, tendue entre deux rouleaux rotatifs disposés chacun à une des extrémités de ltétuve et glissant au moins pour le brin supérieur avec étant chéité le long des parois latérales de la cuve, les brins inférieur et supérieur formant une double surface filtrante au-dessus du lit fluidisé, une cheminée de déversement du produit traité étant aménagée entre la surface filtrante et la sole du lit fluidisé 2.Etuve selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'orifice de sortie du produit traité comporte un sas rotatif réglable en hauteur par rapport à la sole poreuse du lit flnidisé, 3. Etuve selon la revendication 1 ou 2, caractérisésen ce que des peignes ou secoueurs sont disposés au sein du lit fluidisé et/ou sur la sole poreuse. 4. étuve selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des inections pariétales de gaz de séchage sont disposées de part et d'autre du lit fluidisé. 5. Etuve selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que une combinaison de brosses avec un ee- teur de fluide est montée, à côté d'un des rouleaux supports de la bande de filtration, dans un carter séparé de l'enceinte de l'étuve.