Brevet FR2480418A1 — publié le 19811016

La présente invention concerne le séchage à basse température de matières minérales ou végétales mais essentiellement végétales à haute teneur en eau (supérieure à 30 % d'eau). Les techniques connues et utilisées actuellement se rassemblent en deux familles : le séchage à haute température et le séchage à basse température. Le séchage à haute température présente l'avantage d'un bon rendement énergétique puisqu'il permet dans le meilleur des cas, d'évaporer 1 kilogramme d'eau avec 700 kilocalories d'énergie primaire. La température de l'air de séchage avant son entrée en contact avec le produit dépend de ce dernier et de son humidité initiale. Elle peut atteindre 900 C et 1 0000 C. Le sécheur comprend un générateur de gaz chaud, un elément de séchage qui peut être un tube où le séchage se fait en même temps que le transport pneumatique du produit, ou bien un tambour rotatif où le produit avance et est brassé dans le courant de gaz chaud. Le séchage à basse température a un rendement beaucoup moins bon, puisqu'il faut plus de 1 000 kilocalories pour évaporer 1 kilogramme d'eau. Il est cependant utilisé pour les produits ne supportant pas les hautes températures, ou de grande valeur pour éviter les pertes au feu ou encore lorsque lton dispose de calories récupérables à basse température donc gratuites. On appelle sechage à basse température les procédés utilisent comme fluides de séchage des gaz chauds généralement de liairS à une température inférieure à 100 C ou que très légèrement superieure à 100 C. Ce séchage peut être effectué dans différents types d'appareils, à tambour, à lit fluidisé et à tapis. Une combinaison des séchages à haute et basse température existe dans l'art antérieur, mais celle-ci presente les inconvénients de diminuer la capacité d'évaporation du sécheur haute température et d'augmenter les pertes au feu si le sécheur à basse température est utilisé comme présécheur, ou d'engendrer un mauvais rendement de séchage si le sécheur basse température est utilisé comme sécheur parallèle ou comme postsécheur. il s'ensuit que par rapport à l'art antérieur la présente invention représente un p=rfectionnement significatif-pour le séchage à basse température des produits dont la teneur en eau est élevée. Un objet de la presente invention est de proposer un système de séchage à rendement maximal à pertir de calories à basse température. On entend par rendement maximal, l'utilisation quasi complète de l'énergie disponible. Un autre objet de l'invention est d'utiliser comme énergie primaire de la vapeur sous vide, résidu de beaucoup d'industries et en particulier agro-alimentaires, la condensation de cette vapeur au lieu d'être gaspillée en pure perte servant à chauffer l'air de séchage. Un autre objet de la présente invention est de proposer pour le chauffage de l'air de séchage ltassociation de la condensation de vapeur sous vide (préchauffage) à la condensation de vapeur basse pression. Un autre objet de la présente invention est de proposer pour le chauffage de l'air de séchage ltassociation de de la condensation de la vapeur sous vide (préchauffage) et d'un fluide cédant la chaleur sensible. Un autre objet de la présente invention est de proposer pour le chauffage de 'air de séchage l'association de la condensation des fumées d'un sécheur à haute température à la condensation de vapeur basse pression ou la chaleur sensible d'un fluide comme l'eau. Un autre objet de la présente invention est de proposer pour le chauffage du fluide de séchage, les fumées d'un sécheur à haute température partageas entre le premier et le second passage, ce qui permet de diminuer la quantité de fluide necessaire. Un autre objet de la présente invention est de permettre, compte tenu de son rendement, la généralisation du séchage à basse température sans pollution atmosphérique, sans pollution du produit et sans pollution des effluents quand celui-ci n'est pas associé à un sécheur haute température. Le sécheur objet de l'invention est un sécheur à tapis connu dans l'art antérieur. Ce sécheur comprend deux compartiments complètement sépares et superposés et seulement reliés par des orifices équipés de ventilateurs (1) faisant circuler l'air du compartiment inférieur vers le compartiment supérieur. Chaque compartiment est équipe de deux transporteurs à tapis (2 et 3) fonctionnant en sens inverse. Chaque transporteur est entraîné par un moto-réducteur à vitesse variable. Les deux compartiments sont construits selon l'invention en breton armé et maçonnerie hautement calorifugés, mais peuvent être également construits en tout autre matériau. Le fonctionnement est le suivant : le produit à sécher est réparti sur le tapis supérieur au point repère (4) de la figure 2, le produit avance avec le tapis, tombe sur le tapis inférieur et ainsi de suite jusqu'au quatrième tapis. Le fluide de séchage qui est de l'air est pris à ltextérieur et propulsé par des ventilateurs repère (5) figure l et est réchauffé par une batterie "condenseur" repère (6) figure 1 alimentée en vapeur sous vide (55 à 65 cm de mercure de pression négative par rapport à la pression atmosphérique) Après le passage de cette batterie, la température de l'air sera de 45 à 60C suivant la vapeur dont on dispose.Si l'énergie ainsi accumulée dans l'air n'est pas suffisante, on réchauffe à nouveau cet air en plagant sur le circuit d'air une batterie complémentaire repère (7) figure 1. La temperature de l'air peut atteindre ainsi des températures voisines de 100 C, voire légèrement supérieure. L'air ainsi réchauffé est divisé en 2 fractions qui traversent de haut en bas séparément les 2 tapis repère (3) figure 1 ; des volets repère (8) figure 1 assurant la répartition des débits d'air. L'air est ensuite à nouveau propulsé vers le compartiment supérieur par les ventilateurs repère (1) figure 1 et suit un parcours identique jusqutà son extraction par des ventilateurs repère (9) figure 1. Selon l'invention le secheur a au moins deux compartiments et chaque compartiment comporte obligatoirement 2 tapis ou un nombre pair de tapis. Selon l'invention l'avancement des tapis est obligatoirement à vitesse variable pour pernettre d'ajuster la saturation de l'air. De cette façon, l'air ayant traversé le tapis repère (10) figure 2 s'est peu chargé en humidité, mais cette humidité va croissant en allant de la zone 17 à la zon 16. L'air ayant traversé le tapis repère (11) se charge d'avantage en eau si sa vitesse est identique mais ceste humidité va croissant dans le sens opposé, c'est à dire de la zone 15 vers la zone 16. Ces masses d'air étant mélangées par tranches par la traversée des ventilateurs, se trouvent homogénéisées dans leurs caractéristiques de température et d'humidité relative Ayant traversé et séché des produits en fin de séchage, cet air s'est globalement peu saturé ; il est prêt pour une deuxième phase de séchage dans le compartiment supérieur qui permettra d'obtenir une quasi saturation de l'air de séchage entre 80 et 100 % d'humidité relative. Les deux tapis repères (12) et (13) de la figure 2 ont également une vitesse d'avancement variable pour permettre une homogénéisation de la saturation de l'air. Une variante pour le chauffage de l'air consiste à utiliser les fumées d'un sécheur à haute température en les faisant passer sur un échangeur condenseur connu dans ltart antérieur. Une autre variante consiste à partager les fumées d'un sécheur haute température pour chauffer d'une part l'air avant le premier compartiment, puis de le réchauffer à nouveau entre le premier et le deuxième compartiment, ce qui permet d'obtenir un meilleur taux d'évaporation d'eau par kilogramme d'air sec. (voir figure 3) Une autre variante de l'invention consiste à dévoyer une fraction de l'air du premier compartiment par un système de by-pass repère (14) figure 1. Ce système permet d'ajusteur les quantités d'eau extraite dans le premier et le deuxième compartiment et de plus de diminuer la vitesse de traversée du produit dans le premier compartiment où le produit est plus sec et les risques d'envollement plus importants. L'invention s'applique au séchage de tous les produits ayant une haute teneur en eau (supérieure à 30 %), en particulier tous les produits végétaux se présentant sous forme de morceaux ayant une dimension de l'ordre de quelques millimètres et pouvant constituer une couche comme : les copeaux de bois, la sciure de bois, les pulpes de betteraves et de pommes de terre, les pulpes de toutes sortes de fruits, la luzerne, les herbes, les graminée. il s'applique aussi au séchage de toutes sortes de produits minéraux. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Procédé de séchage de produits à haute teneur en eau (supérieure à 30 0) comportant 2 compartiments ou 2 étages de séchage équipés chacun de 2 tapis fonctionnant en sens inverse et où l'avancement des tapis est à vitesse variable. 2/ Procédé selon la revendication 1 est caractérisé par l'utilisation d'un by-pass du 1er-compartiment pour répartir la saturation de ltair et diminuer les envollements des produits dans ce compartiment. 3/ Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé par lthomogénéisation de la saturation de l'air et sa maximalisation. 4/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation de la condensation de la vapeur sous vide jusqu'à 65 cm de mercure (540 C) pour le chauffage de lteau. 5/ Procédé selon la revendication 1 et 4 caractérisé par l'utilisation de la vapeur basse pression ou tout autre fluide caloporteur pour compléter le chauffage de lair. 6/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisation de la chaleur latente des fumées d'un sécheur à haute température partagées entre le 1er et le 2ème compartiment (chauffage en 2 temps) pour le chauffage de l'air de séchage. 7/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé par l'utilisationen un ou deux temps une combinaison des fluides cités dans les revendications 4, 5, 6 pour le chauffage de l'air de séchage.