Brevet FR2402170A1 — publié le 19790330

L'invention est du domaine du séchage des grains, céréales et oléagineux en particulier. Elle concerne un procédé de séchage à mettre en oeuvre dans des séchoirs ob le grain circule par gravité dans un caisson de séchage traversé par des flux horizontaux d'air de séchage. 11e concerne aussi un séchoir adapté à ce procédé de séchage. Technique antérieure : On connaît des séchoirs à grains dans lesquels l'air de séchage, émis dans un ou plusieurs caissons placés latéralement par rapport à un caisson de séchage dans lequel le grain tombe par gravité, circule dans des canaux ou fourreaux disposés en rangées horizontales dans ce caisson de séchage. Ce séchoirs comportent deux émissions de flux d'air, une première à la base du séchoir où un air sec et frais est 6mis à la température de l'atmosphàre extérieure, et une seconde au-dessus de la première, où un air chaud et sec est émis à une température généralement de l'ordre de 1150 C.L'air chaud et sec de la partie supérieure n'entraîne que peu de poussière, alors que l'air frais et sec de la partie inférieure en entraîne le maximum. On connat aussi des séchoirs avec recyclage d'air dans lesquels un dispositif permet de réutiliser l'air usé le plus chaud et le moins saturé (celui qui a traversé le caisson de séchage dans la zone immédiatement au-dessus de celle du passage de itair frais) en le réintroduisant à la partie supérieure du caisson de séchage. Si les procédés de séchage décrits ci-dessus sont rai sonnablement satisfaisants, ils n'utilisent cependant pas un air suffisamment chaud pour assurer une vitesse rapide d'évacuation de l'eau d'imprégnation, dite eussi eau libre, des grains traités. Description de l'invention s L'invention a pour objet un procédé de séchage de grains, ainsi qu'un séchoir adapté à la mise en oeuvre du procédé, qui présente les avantagea suivants par rapport aux procédés de la technique intérieurs. - il assure un accroissement sensible de la quantités d'eau éva- porée pouvant aller jusqu'au doublement de celle habituellement obtenue. - il diminue la consommation d'énergie nécessaire pour l'évaporation d'une même quantité d'eau. - il assure la combustion dea poussières entraînées au cours du séchage de la partie basse du séchoir et permet ainsi la miss à l'atmosphère directe de l'air usé sortant de la partie haute du séchoir. Le procédé de séchage de grains de l'invention appartient aux procédés dans lesquels des flux d'air traversent une masse de grains circulant par gravité dans un caisson de séchage. I1 est caractérisé en ce qu'il comporta la traversée du grain par trois flux distincts d'air : un premier flux d'air frais è une température voisine de 15. C, un second flux d'air chaud à une température voisine de tOO C et un troisième flux d'air chaud à une température voisine de 150 C. C'est gracie à ce flux d'air à 1500 C que l'on augmente très sensiblement la quantités de l'eau libre évaporée. Selon une caractéristique perticulière de l'invention le troisième flux d'air résulte d'une surgénération, par chauffage à 150 C, du mélange des deux premiers flux après traversée du caisson de séchage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le chauffage est assuré par un brflleur à veine d1air fonctionnant au gaz (gaz naturel ou gaz de raffinerie). Les poussières entraînées par la premier et le second flux après passage dans la partie basse du séchoir sont ainsi brûlées dans la flemme du brodeur à veine d'air g l'air réchauffé à 150 C passe dans la partie haute du séchoir et s'évacue ensuite à l'atmosphère. Pour la misa en oeuvre du procédé de séchage ci-dessus, l'invention prévoit un séchoir comprenant un caisson de séchage dans lequel le grain circule par gravité, encadré par des caissons de circulation d'air, caractérisé en ce que ces caissons sont au nombre de quatre : un premier caisson d'émission d'un flux d'air froid et sec à une température voisine de 15 C, un second caisson d'émission d'un flux d'air chaud et sec å une tem pérature voisine de 1000 C, un troisième caisson de mélange de ces deux flux d'air auprès traversée du caisson de séchage, et un quatrième caisson d'émission d'un flux d'air chaud à une température voisine de 150' C.Selon une caractéristique de l'invention, un brûleur à veine d'air à gaz est interposé entre le troisième et le quatrième caisson, brûleur qui assure la régénération du mélange des deux flux par chauffage à 15ss C en meme temps que le combustion des poussières entreSnés par les deux premiers flux dans leur traversée du caisson de séchage0 Figurai s a Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un séchoir pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, La Fig. 2 est un diagramme du séchage selon le procédé de l'invention. Descriotion détaillée : La Fig. I -représente le coupe schématique d'un séchoir à grains comprenant un caisson I de séchage des grains, dans lequel ceux-ei circulent par gravité de haut en bas. Les grains sont amenés au séchoir par un transporteur 3 qui assure le plein permanent du séchoir par l'intermédiaire d'un caisson-tampon 2. Le transporteur 3 et le caisson-tampon 2 sont de type commun et ne sont donc pas décrits. Le caisson de séchage 1 est équipé, suivant un mode connu, de fourreaux ou canaux horizontaux 4 disposés en batterie les uns au-dessus des autres et assurant la bonne circulation du fluide de séchage.Un dispositif d'évacuation du grain sec à la base du caisson de séchage comprend une trémie de sortie 5 et un transporteur d'évacuation 6. Deux caissons latéraux 7 et 8 assurent l'émission, à travers le caisson de séchage 1, de deux flux d'air, respective ment à 15 C pour le caisson 7 et à 1000 C pour le caisson 8. Les moyens de chauffage et de ventilation des flux d'air sont de type connu et ne sont pas représentés. Aprbs passage à travers le caisson t suivant les flèches f et g, les deux flux d'air, dont les températures ont atteint respectivement des valeurs voisines de 230 C et de 700 C, se mélangent dans un caisson latéral 9. La température du mélange atteint alors une valeur voisine de 500 C. Un brflleur à gaz 10, placé au sommet du caisson 9 assure la surgénération de l'air de ce caisson pour le porter à une tempéra turne voisine de 150 C. dans un caisson I1 (flèche h) situé audessus du caisson 9. I1 faut remarques que le brflleur 10 assure en fait deux fonctions : surgénération, par chauffage, de l'air en provenance du caisson 9 et combustion des poussières et follicules entratnées par cet air. Du caisson 9 l'air chaud, mélangé aux gaz de combustion, est émis à travers la partie supérieure du caisson de séchage I pour agir sur les grains les plus humides (flèches k et 1). Grâce à la température à laquelle il est porté, 1500 C, cet air chaud assure une excellente évacuation de l'eau dtimprégna- tion, ou eau libre, des grains. Après traversée de la partie haute du caisson 1, l'air usé est évacué vers des moyens d'évacuation 12, qui n'entrent pes dans le domaine de la présente invention. La Fig. 2 est un diagramme montrant le cycle du phéno mène de séchage résultant du procédé de l'invention. On voit - en ordonnées, à gauche de la figure, l'échelle des températures en degrés C., graduée de 100 en 10e, à laquelle correspond des droites isothermes légèrement inclinées vers la droite. - en abscisses, en haut de la figure, l'échelle de la teneur d'air en eau, en kg d'eau/kg d'air sec, graduée de O à 0,060 kg/kg. - une série de courbes, chacune d'elles indiquant le degré hygrométrique de l'air, de i,o% à 0,005%. - sur la courbe inférieure l'échelle d'enthalpie en kcal/kg d'air sec, graduée de 10 en tO, à laquelle correspondent des droites d'isoenthalpie inclinées à 450 environ. Le point A correspond à l'entrée d'air-frais et sec (caisson 7 - Fig. 1) - température : 15 C - hygrométrie : 76% - teneur en eau : 8 gr/kg - enthalpie = 8,4 kcal/kg Le point B correspond à l'entrée d'air chaud et sec (caisson 8 - Fig. 1) - température : 100 C - hygrométrie 1,6% - teneur en eau : 8 gr/kg - enthalpie : 29 kcal/kg Le point C correspond à l'arrivée du premier flux d'air dans le caisson 9 après avoir assuré le refroidissement de la partie basse du séchoir. Le point D correspond à l'arrivée du second flux d'air dans le caisson 9. Le point E correspond au mélange des airs représentés par C et D. Ses paramètres sont voisins des valeurs suivantes t - température 50. C - hygrométrie : 18% - teneur en eau : 14,5 gr/kg - enthalpie : 20,8 kcal/kg Le point F correspond à la sortie du broyeur (caisson il - Fig. 1) t - température : 1500 C - hygrométrie : 0,6% - teneur en eau : t4,5 gr/kg - enthalpie : 45,5 kcal/kg Le point G correspond à la sortie d'air humide après traversée de la partie supérieure du caisson de séchage : - température : 500 C - hygrométrie : 70% teneur en eau : 58 gr/kg - enthelpie t 48,5 kcel/kg On a indiqué en traits interrompus le cycle ci-dessus décrit. On e aussi indiqué en pointillés la droite joignant les deux points M et N représentants la technique antérieure décrite précédemment, ou le séchage était obtenu par un flux d'air à 1150 C pris à partir d'un même air frais et sec (A). Le point M correspond à l'entrée d'air chaud dans le caisson de séchage : - température : 115. C - hygrométrie : - teneur en eau : 8 gr/kg - enthalpie t 32,4 kcal/kg Le point N correspond à la sortie d'air humide du caisson de séchage : - température : 550 C - hygrométrie : 30% - teneur en eau 32 gr/kg - enthalpie s 32,4 kcal/kg On voit que la teneur en eau obtenus dans l'air de séchage par le technique antérieure est à peine supérieure à la moitié de celle obtenue par le procédé de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de séchage de grains par traversée d'air de séchage dans une masse de grains circulant par gravité dans un caisson de séchage, caractérisé - en ce qu'il comporte la traversée du grain par trois flux distincts d'air : un premier flux d'air froid à température voisine de 150 C, un second flux d'air chaud à température voisine de 1000 C et un troisième flux d'air chaud à une température voisine de 1500. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé - en ce que le troisième flux d'air résulta du mélange des deux premiers après surgénération de ce mélange par chauffage à une température voisine de 1500 C. 3.- Procédé selon'la revendication 2, caractérisé - en ce que les trois flux d'air sont échelonnés en tranches horizontales disposées les unes au-dessus des autres de la plus froide à la plus chaude. 4.- Procédé seon la revendication 3, caractérisé : - en ce que le réchauffage du troisième flux se fait par combustion de gaz dans le mélange des deux premiers avec combustion des poussières entraînées par ces deux premiers flux dans leur traversée du grain. 5.- Séchoir à grains comprenant un caisson de séchage dans lequel le grain circule par gravité encadré par des caissons de circulation d'air de séchage pour la mise en oeuvre du- procédé de l'une des revendications précédentes, caractérisé - an ce qu'il comporte un premier caisson d'émission'd'un flux d'air froid à un température voisine de 150 C, un second caisson d'émission d'un flux d'air chaud à une température voisine de 1000 C, un troisième caisson de mélange des deux flux d'air après traversée du caisson de séchage, et un quatrième caisson d'démission d'un flux d'air chaud à une température voisine de 1500 C. 6.- Séchoir selon la revendication 4, caractérisé : - en ce qu'il comporte des moyens de régénérâtion du mélange des deux premiers flux après passage dans le caisson de séchage pour porter a mélange, dans le quatrième caisson à une température voisine de 1500 C. 7.- Séchoir selon la revendication 6, caractérisé s - en ce que les dits moyens de régénération sont constitués par au moins un brûleur à gaz.