Brevet FR2448377A1 — publié le 19800905

La présente invention a pour objet un procédé perfectionne de concentration de solutions, notamment de solutions sensibles à la chaleur telles que les produits alimentaires, procédé qui consiste à mettre en oeuvre un évaporateur comportant au moins en effet, une partie de la vapeur d'évaporation provenant de l'un quelconque des effets étant aspirée par un thermocompresseur de vapeur et la vapeur issue de ce dernier étant utilisée comme vapeur de chauffe dans le premier effet de l'évaporateur. Les procédés connus de ce type utilisent donc la technique largement répandue de la thermocompression de vapeur qui peut etre "mono-therm" (thermocompresseur disposé à la sortie du premier effet), "bi-therm" (thermocompresseur disposé à la sortie du second effet), "tri-therm" (thermocompresseur disposé à la sortie du troisième effet), etc... Toutefois, dans le souci de diminuer la consommation spécifique de la concentration, le Demandeur propose un perfectionnement à ces procédés connus, perfectionnement qui consiste à associer un compresseur mécanique de vapeur audit thermocompresseur de vapeur. On arrive ainsi à diminuer la consommation totale d'énergie dans de fortes proportions sans avoir dans la majorité des cas les inconvénients bien connus de la compression mécanique seule, surtout pour les produits sensibles. Le compresseur mécanique sera de préférence disposé à l'aspiration du thermocompresseur et/ou à la sortie du dernier effet. L'économie d'énergie réalisée par mise en oeuvre de la présente invention est importante et permet non seulement une souplesse dans l'installation d'évaporation, mais une gradation, au fur et à mesure d'investissements croissants, dans la dimirnition de la consommation totale d'énergie jusqu a rendre cette consommation technologiquement minimum. Pour la bonne comprehension de l'invention, nous décrivons et comparons ci-apres, à titre d'exemples, un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'art antérieur et deux modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en réfé rence au dessin dans lequel - la figure 1 est un schema d'un évaporateur à thermocompression de vapeur "bi-therm" selon l'art antérieur, et - les figures 2 et 3 sont des schémas d'évaporateurs à thermocompression de vapeur respectivement "bi-therm" et "tri-therm" et comportant le perfectionnement selon l'invention. L'évaporateur selon la figure 1 est à triple effet et comporte les effets 1, 2 et 3, tous trois du type à flot tombant. Le produit à traiter, par exemple du lait écrémé, est introduit par un conduit 4 au sommet du premier effet 1, puis amené de la base de ce dernier par une pompe 5 et un conduit 6 en tête (A) du second effet 2 et de la base de cet effet 2 en tête (B) du troisième effet 3 par une pompe 7 et un conduit 8. Enfin, le produit concentre issu de la base de l'effet 3 est amené au lieu d'utilisation par une pompe 9 et un conduit 10.La vapeur d'évaporation créée dans l'effet 1 est envoyée par le conduit 11 dans le corps de chauffe de l'effet 2 et la vapeur d'évaporation créée dans l'effet 2 est envoyée par le conduit 12 dans le corps de chauffe de l'effet 3, la vapeur d'évaporation créée dans ce dernier effet étant, par exemple, dirigée vers un condenseur par un conduit 13. Par ailleurs, ledit conduit 12 porte en dérivation le conduit d'aspiration 14 d'un thermocompresseur de vapeur 15, la vapeur issue de ce dernier étant dirigée par un conduit 16 dans le corps de chauffe de l'effet 1. Dans le cas de la figure 1, le thermocompresseur 15 met en oeuvre 1 kg de vapeur motrice, aspire 1,5 kg de vapeur et refoule 2,5 kg de vapeur vers le corps de chauffe de l'effet 1. Dans ces conditions, 1 kg de vapeur motrice permet une évaporation totale de 2,5 kg + 2,5 kg + 1 kg = 6 kg d'eau. L'évaporateur de la figure 2, ne se distingue de celui de la figure 1 que par l'insertion d'un compresseur mécanique de vapeur 17 sur le conduit 14, et le remplacement du thermocompresseur 15 par un thermocompresseur 15' approprié. Dans ces conditions, le thermocompresseur 15' met en oeuvre 1 kg de vapeur motrice, aspire 2 kg de vapeur et refoule 3 kg de vapeur vers le corps de chauffe de l'effet 1. Ainsi, 1 kg de vapeur motrice permet une évaporation totale de 3 kg + 3 kg + 1 kg = 7 kg d'eau. Il s'ensuit que par rapport au procédé de l'art antérieur, il y a une évaporation supplémentaire de 1 kg d'eau par kg de vapeur motrice pour une quantité d'énergie absorbée par le compresseur mécanique négligeable. il est possible de conserver le thermocompresseur 15. il suffit alors de transformer l'évaporateur à thermocompression "bi--therm" de la figure 2, en un évaporateur à thermocompression "tri-therm" par adjonction d'un effet supplémentaire. C'est ce qui est représenté à la figure 3 qui se distingue de l'évapora- teur de la figure 2 par la suppression de l'effet 3, l'adjonction en tête d'un effet 1' et par le remplacement du thermocompresseur 15' par le thermocompresseur 15. Le produit à concentrer est amené par un conduit 18 au sommet de cet effet 1', puis par une pompe 19 et un conduit 20 de la base de cet effet 1' en tête ') d'un second effet 1 et enfin, par une pompe 5 et un conduit 6, de la base de cet effet 1 en tete (B') d'un effet 2.Le produit concentre issu de la base de l'effet 2 est ensuite amené à son lieu d'utilisation par une porte 7 et un conduit 8. Dans le cas de cette figure 3, tout comme dans le cas de la figure 1, le thermocompresseur 15 met en oeuvre 1 kg de vapeur motrice, aspire 1,5 kg de vapeur et refoule 2,5 kg de vapeur vers le corps de chauffe de l'evaporateur 1'. Ainsi, 1 kg de vapeur motrice permet une évaporation totale de 2,5 kg + 2,5 kg + 2,5 kg = 7,5 kg d'eau, soit 1,5 kg d'eau supplémentaire par rapport au procédé de l'art antérieur, et ce toujours pour une quantité négligeable d'énergie absorbée par le compresseur mécanique. il est donc ainsi possible, sans changer la structure interne de la source de vapeur, d'abaisser la consommation d'énergie dans des proportions importantes sans nuire au #t (différence entre la température de la vapeur refoulée par le thermocompresseur et la température de la vapeur aspirée par ce thermocompresseur). Dans le cas de la concentration des produits laitiers par exemple, et dans des conditions bien étudiées, la consommation spécifique d'un évaporateur à thermocompression "mono-therm" est de 0,24, celle d'un évaporateur à thermocompression "bi-therm" est de 0,22 et celle d'un évaporateur à thermocompression "tri-therm" est de 0,17. Avec adjonction d'un compresseur mécanique, il y a abaissement de cette consommation spécifique respectivement à 0,18, 0,13 et 0,09, l'énergie électrique absorbée par ce compresseur mécanique étant négligeable. REVENDICATIONS 1. Procédé de concentration de solutions, notamment de solutions sensibles à la chaleur telles que les produits alimentaires, qui consiste à mettre en oeuvre un évaporateur comportant au moins un effet, une partie de la vapeur d'évaporation provenant de l'un quelconque des effets étant aspirée par un thermocompresseur de vapeur et la vapeur issue du thermocompresseur étant utilisée comme vapeur de chauffe dans le premier effet de l'évaporateur, caractérise en ce que l'on associe un compresseur mécanique de vapeur audit thermocompresseur de vapeur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compresseur mécanique est disposé à l'aspiration du thermocompresseur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le thermocompresseur est disposé à la sortie du dernier effet.