Brevet FR2485388A1 — publié le 19811231

PROCEDE et SYSTEME de RECUPERATION des PELLICULES et AUTRES DECHETS de CEREALES et PRODUIT OBTENU La présente invention concerne un procédé et un système de récupération des pellicules et autres déchets entraînés par le courant d'un fludede7édehacegréales pour être utilisés soit directement, soit après transformation comme produit alimentaire par exemple pour le bétail. Les déchets des céréales entraînés par le fluide de séchage des céréales ont,jusqu'à présent été évacués avec le fluide humide, chaud et chargé de ces déchets à la sortie de l'installation de séchage et acheminés vers une décharge ou analogue sans être récupérés pour une utilisation quelconque, et ceci irrespectivement du mode de séchage employé. L'un des trois modes de séchage suivant est, en général, employé pour le séchage de céréales, tel que par exemple le mais. Le mode le plus simple et celui qui est employé le plus souvent, consiste en un séchage direct en une seule fois. De l'air propre et chauffé à une température de l'ordre de 1102 C est insufflé dans la colonne de séchage remplie de céréales. L'air ressort de la colonne, après avoir traversé les céréales à une température de 352 C à 402 C au début du séchage et à une température de 75g C à 852 C en fin de séchage. La température des céréales s'est considérablement élevée lors de cette opération (par exemple dans le cas du mais jusqu'à 70g C et plus), tandis que l'humidité des céréales a considéra blemet baissée (dans le cas du mals par exemple, le taux d'humidité est ramené d'une teneur initiale de 35 o à un taux de l'ordre de 15 %). Le rendement global de séchage d'une telle installation est d'environ 65 % o Les déchets entraînés par l'air chaud lors du séchage sont évacués avec l'air chaud et humide et perdus. Un autre mode de séchage s'effectue en deux étapes : un préséchage diminue légèrement le taux d'humidité de la céréale (dans le cas de mais par exemple, le taux d'humidité est abaissé d'une valeur de 35 Xo environ à une valeur de 25 % environ ; les céréales sont par la suite emmagasinées et ventilées avec un courant de fluide de l'ordre de 40 à 60 m3/hr/m3 et ceci de 12 à 24 heures par jour. Cet emmagasinage dure entre 3 à 4 semaines en général. Un second séchage amène les céréales au taux d'humidité désiré (dans le cas du mais, par exemple, ce taux estde l'ordre de 15 % environ). Le rendement global du premier séchage (ou préséchage) est de l'ordre de 90 % ; celui du second séchage est de l'ordre de 75 %.Il est évident que ce mode de séchage est compliqué et nécessite des installations multiples et coûteuses. Dans ce mode de séchage, également, les déchets entrainés par le fluide de séchage sont évacués avec le fluide humide et ils sont perdus. Encore un autre mode de séchage consiste en un refroidissement lent différé des céréales. Un séchage accéléré ramène le taux d'humidité à une valeur raisonnablement faible (pour le mais de l'ordre de 20 ). Les céréales chaudes sont emmagasinées dans une cellule spéciale et y restent pendant 8 à 12 heures sans subir un traitement quelconque. Par la suite, un refroidissement lent par ventilation mécanique utilise la chaleur sensible des céréales pour éliminer le reste d'humidité. Le rendement global de séchage est de l'ordre de 85 %. Dans ce mode de séchage aussi, les déchets entraînés par le fluide de séchage sont évacués avec celui-ci et perdus. Tous ces modes de séchage consentent une perte en poids des céréales, d'une part par la perte d'humidité et d'autre part par l'envolée des déchets divers, tels que pellicules, son, grains écrasés, etc. Dans le cas du mals, cette perte en poids par envolée de déchets (aussi appelés "farine de mais") est de 4 ffi à 7 % du poids total de mais sec. Or, ces déchets ont une valeur nutritive considérable. La présente invention propose un procédé de récupération des pellicules et autres déchets entraînés par le courant d'un fluide de séchage - quel que soit le mode de séchage utilisé qui comporte les étapes suivantes (i) le fluide neuf, propre, sec et ayant sensiblement la température ambiante est préchauffé par les gouttelettes d'une huile chaude pulvérisée, qui s'écoulent à contre-courant dudit fluide, lesdites gouttelettes étant refroidies par l'échange de chaleur avec le fluide et étant par la suite collectées et l'huile est évacuée pour réutilisation (ii) ledit fluide préchauffé est chauffé à une température plus élevée en le faisant passer sous pression à travers un moyen d'échange de chaleur ; (iii) ledit fluide sec et chaud traverse sous pression les céréales, les séche en au moins une opération, tout en entralnant des pellicules et autres déchets divers ;; (iv) ledit fluide chaud devenu humide et étant chargé est débarrassé de pellicules et déchets divers par les gouttelettes de l'huile refroidie citée dans le point (i) ci-dessus, qui s'écoulent à contre-courant dudit fluide qui est alors refroidi tandis que les gouttelettes d'huile sont chauffées ; (v) ledit fluide refroidi et à nouveau propre est év('.16' vers l'atmosphère ambiante, par exemple (vi) les gouttelettes d'huile chargées chaudes et l'eau condensée résultant du refroidissement dudit fluide sont collectées (vii) la majeure partie de l'émulsion aqueuse chaude de l'huile chargée en pellicules et déchets divers est filtrée et séparée de son eau; l'eau est évacuée et l'huile chaude et par la suite recyclée pour être réutilisée après un appoint éventuel pour le préchauffage du fluide propre, neuf mentionné dans le point (i) ci-dessus (viii) les pellicules et déchets divers sont recuei31 lors du filtrage sous forme d'une pâte huileuse et chargée d'eau pour utilisadio direo-tf ou pour transformation ultérieure de celle-ci comme produit alimentaire. Le fluide est, de préférence, de l'air propre et raisonnablement sec. Huile est, de préférence, une huile végétale, telle que par exemple une huile alimentaire du type soja ou colza, ou similaire. La température de l'huile chaude servant pour le préchauffage du fluide est de 25OC à 700 C selon la progression du séchage. Le fluide neuf est préchauffé par l'huile recyclée chaude pulvérisée à une température de + 20 à + 600 C. La température finale du fluide chauffé pour le séchage des céréales est de + 100O C à + 1300 C selon la céréale. La température de l'huile chauffée et chargée desdits ron déchets après échange de chaleur avec le fluide chaud eWltde +7000 envi-, L'invention concerne également un système de récupération des pellicules et autres déchets entraînés par le courant d'un fluide de séchage de céréales, caractérisé en ce qu'il comprend les éléments et installations suivants (i) une première colonne d'échange de chaleur entre les gouttelettes d'une huile chaude, recyclée, pulvérisée qui s'écoulent du haut de la colonne vers son fond à contre-courant de l'air neuf, sec et propre introduit dans ladite première colonne, dans le fond de laquelle l'huile refroidie est collectée pour être transportée au moyen d'une pompe, par exemple, vers une deuxième colonne d'échange de chaleur. (ii) un moyen d'échange de chaleur pour chauffer ledit fluide pré chauffé dans ladite première colonne et fourni sous pression, un générateur de chauffe pouvant être prévu pour la partie chaude du moyen d'échange de chaleur précité. (iii) une installation de séchage de céréales, dans lequel est introduit sous pression le fluide sec et chaud et d'où il sort encore à une température pouvant être/élevée, mais dans un état humide et chargé de pellicules et autres déchets des céréales. (iv) une deuxième colonne d'échange de chaleur entre les gouttelettes d'huile froide, recyclée en provenance de ladite première colonne qui s'écoulent du haut de ladite deuxième colonne vers son fond à contre-courant du fluide chaud chargé et humide sortant de l'installation de séchage précitée ; les gouttelettes d'huile, après avoir été en contact d'échange avec ledit fluide sont chauffées et chargées des pellicules et autres déchets de céréales, et elles sont recueillies dans le fond de ladite deuxième colonne, ainsi que l'eau condensée résultant du refroidi sement du fluide précité. (v) l'huile chaude, chargée et l'eau condensée recueillie dans le fond de ladite deuxième colonne sont transférées par gravité et, éventuellement au moyen d'un dispositif accélérateur d'écoulement vers un filtre de décolmatage continu, d'où est extraite une pâte huileuse et chargée d'eau servant soit directement soit après transformation comme produit alimentaire ; (vi) la majeure partie de l'huile chaude, et débarrassée desdits déchets divers et7dePeaa condensée passe dans un séparateur où l'huile est séparée de l'eau ; l'huile séche et propre passe dans un bac d'appoint d'huile avant d'être recyclée au moyen d'une pompe, par exemple, vers la partie supérieure de ladite première colonne. L'invention concerne enfin un produit alimentaire constitué d'une pâte huileuse obtenue par le procédé précisé ci-dessus et selon le système-mentionné plus haut. Le procédé et le système conformes à l'invention seront décrits dans le texte suivant et la figure unique y afférents donnés à titre d'exemple uniquement. Le procédé et le système définis ci-dessus peuvent être utilisés avec n'importe quel mode de séchage de céréales, comme l'homme de l'art le comprend aisément. Toutefois, pour des raisons de simplicité, l'exemple suivant décrira le procédé et le système conformes à l'invention en combinaison avec le mode de séchage direct en une seule fois correspondant à celui qui a été mentionné comme premier de trois modes de séchage précisés plus haut. Le procédé et le système conformes à l'invention peuvent être utilisés avec des modes de séchage divers pour n'importe quel genre de céréale. Toutefois l'exemple décrit ci-après se limitera à la récupération des déchets divers du mas lors de son séchage. Dans la figure, une première colonne (1) d'échange de chaleur comporte dans sa partie haute une rampe de distribution (11) d'huile pourvue de dispositifs pulvérisateurs (12).Les gouttelettes (13) d'huile ainsi produites, s'écoulent vers le bas de la colonne (1) à contre-courant de l'air neuf aspiré selon les flèches fl à travers les ouies (14) situées dans la partie inférieure de la colonne (1)0L'huile est chaude et séche. Elle a été recyclée à partir d'une deuxième colonne d'échange (4) qui sera décrite plus loin. Les gouttelettes (13) d'huile chaude abandonnent leur chaleur à l'air aspiré, qui est ainsi préchauffé avant de quitter la colonne (1) par une sortie disposée dans sa partie supérieure.Les dispositifs pulvérisateurs sont conçus de façon à ce que la grandeur et le poids des gouttelettes (13) soient suffisamment 6levés por 8 c' elles-ci ne scient pas entraînées par le courant de l'air aspiré selon les flèches fi0 Les gouttelettes d'huile refroidie sont recueillies en (14) dans le fond de la colonne (1), d'où l'huile est évacuée par une conduite (15) vers une pompe de transfert (8). L'air préchauffé quitte la colonne (1) par la sortie située dans la partie supérieure de ladite colonne (1) et est acheminé, selon la flèche f2 dans une conduite (16) vers un dispositif d'échange de chaleur (2).Ce dispositif (2) comprend à son entrée un ventilateur (21) qui sert à aspirer l'air frais ambiant à travers les ouies (E) dans la colonne (1) où il est préchauffé. par échange de chaleur avéc les goutteletteX (13) d'huile chaude avant d'être acheminé à travers la conduite (16), et qui sert à refouler sous une pression de 0,2-1 bar l'air préchauffé vers un générateur de chaleur (22) où il est chauffé par échange de chaleur à la température nécessaire pour le séchage du mais. Le générateur de chaleur (22) peut être de tout type appropriée Il peut, par exemple comporter un moyen de récupération de la chaleur perdue et évacuée par une cheminée (23) (ce moyen n'est pas montré dans le dessin). L'air chauffé à 1102 C environ est acheminé par la conduite (17), éventuellement calorifugée selon les flèches f3 et est insufflé dans le mais (32) disposé sur une grille (31) d'une installation de séchage (3). Lors du début de l'opération du séchage du mais, l'air sort par la conduite (18) à une température de 35g C à 402 C, puis, en fin de l'opération de séchage à une température de 800 C environ. La température du mais progressivement séché s'élève jusqu'à 70g C environ. L'humidité du mais est réduite d'un taux initial de l'ordre de 35 % à un taux de 15 % environ. L'air sortant de l'installation de séchage est donc chaud et humide, mais également chargé de pellicules de mals, grains de mas écrasés et autres déchets divers qui sont généralement définis globalement sous la dénomination "farine de mals"o Cet air chaud, humide et chargé, entre par la conduite (18) qui est éventuellement calorifugée, selon les flèches f4,dans la partie inférieure d'une deuxième colonne d'échange de chaleur (4) où il abandonne la plus grande partie de sa chaleur totale , et la pratiquement totalité de la farine de mals à des gouttelettes (43) d'huile froide en provenance de ladite première colonne (1).L'huile froide (14) est acheminée vers la colonne (4) par le conduit (15) et une pompe de transfert (8) vers une rampe de distribution (41) pourvue de-dispositifs pulvérisateurs (42). L'écoulement de l'air chaud, humide et chargé s'effectue selon les flèches f4 à contre-corant des gouttelettes (43), étant bien entendu que la grosseur et le poids des gouttelettes doivent etre suffisants pour empêcher qu'elles soient entraSnées par le courant d'air qui quitte la colonne (4) par les ouies de sortie (S) selon les flèches f5, en un état pratiquement sec et à une température légèrement supérieure à la température ambiante, tandis que les gouttelettes d'huile qui récupèrent la chaleur sensible et une partie de la chaleur latente de l'air, et la farine de mals, ainsi que l'eau condensée par le refroidissement de l'air humide sont collectées en (44) dans le fond de la colonne (4). L'émulsion aqueuse de l'huile chargée et chaude est évacuée par le conduit (20), qui est de préférence calorifugé vers un filtre de dé colmatage continu (5), où une pâte huileuse (50) composée essentiellement de la farine de mais et d'une émulsion d'huile et d'eau est séparée de la majeure partie de l'émulsion chaude et est recueillie, dans un bac (51)- L'émulsion passe par le conduit (20) qui est de préférence calorifugé, vers un séparateur, par exemple en deux étages, dans lequel l'eau et l'huile sont séparées.L'eau est évacuée en (60), tandis que l'huile propre et chaude est acheminée par le conduit (20), de préférence calorifugé, vers un bac (7) d'appoint d'huile, dloù l'huile toujours chaude est recyclée au moyen d'une pompe de transfert (9) à travers un conduit (10) de préférence calorifugé, vers la rampe de distribution (li) dans la colonne (1). La pâte huileuse (50) récupérée dans le bac (51) peut être utilisée directement ou après transformation ultérieure comme produit alimentaire, notamment pour le bétail. Les avantages du procédé et système conformes à l'invention sont multiples : l'air évacué de la colonne (4) est débarrassé de la farine de mais et donc non polluant. La température est proche de la température ambiante grâce au fait qu'une grande partie de sa chaleur latente et sa chaleur sensible sont récupérées par les gouttelettes d'huile (43)o La farine de mais est totalement récupérée pour être employée comme produit alimentaire commercialisable. En négligeant les pertes thermiques (chaleur sensible de la pâte huileuse de la farine de mals, chaleur sensible de l'eau condensée, les pertes de chaleur dans les conduites, etc.) qui sont d'ailleurs relativement faibles, l'économie de l'énergie sera, dans le cas d'utilisation du mode de séchage de mais décrit dans l'exemple ci-dessus, de l'ordre de 70 %. Un grand nombre de modifications et améliorations peuvent être apportées au procédé et système conformes à l'invention sans pour autant sortir du cadre de llinvention. REVENDICATIONS 1) Procédé de récupération des pellicules et autres déchets entraînés par le courant d'un fluide de séchage de céréales, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes (i) le fluide neuf, propre, sec et ayant sensiblement la température ambiante est préchauffé par les gouttelettes d'une huile chaude pulvérisée, qui s'écoulent à contre-courant dudit fluide, lesdites gouttelettes étant refroidies par l'échange de chaleur avec le fluide et étant par la suite collectées et l'huile est évacuée pour réutilisation (ii) ledit fluide préchauffé est chauffé à une température plus élevée en le faisant passer sous pression à travers un moyen d'échange de chaleur (iii) ledit fluide sec et chaud traverse sous pression les céréales, les séche en au moins une opération, tout en entrai- nant des pellicules et autres déchets divers (iv) ledit fluide chaud devenu humide et étant chargé est débarrassé de pellicules et déchets divers par les gouttelettes de l'huile refroidie citée dans le point (i) ci-dessus, qui s'écoulent à contre-courant dudit fluide qui est alors refroidi tandis que les gouttelettes d'huile sont chauffées (v) ledit fluide refroidi et à nouveau propre est évacué vers l'atmosphère ambiante, par exemple (vi) les gouttelettes d'huile chargées chaudes et l'eau condensée résultant du refroidissement dudit fluide sont collectées (vii) la majeure partie de l'émulsion aqueuse chaude de l'huile chargée en pellicules et déchets divers est filtrée et séparée c son eau;; l'eau est évacuée et l'huile chaude est par la suite recyclée pour être réutilisée après un appoint éventuel pour le préchauffage du fluide propre, neuf mentionné dans le point (i) ci-dessus (viii) les pellicules et déchets divers sont recueillis lors du filtrage sous forme d'une pâte huileuse et chargée d'eauFurudl;vd directe ou pour transformation ultérieure de celle-ci comme produit alimentaire. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide est de l'air. 3) Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'huile est une huile végétale, telle que, par exemple, une huile alimentaire du type soja ou colza, ou similaire. 4) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de l'huile chaude servant pour le préchauffage du fluide est entre 25Q C et 702 C selon la progression de séchage. 5) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide neuf est pré chauffé par l'huile recyclée chaude pulvérisée à une température de 209 C à 602 C. 6) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température finale du fluide chauffé est de 1002 C à 1302 C, selon la céréale. 7) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de l'huile chauffée humide et chargée desdits déchets après échange de chaleur avec le fluide chaud est de 702 C environ. 8) Système de récupération des pellicules et autres déchets entraînés par le courant d'un fluide de séchage de céréales, caractérisé en ce qu'il comprend les éléments et installations suivants : (i) une première colonne (1) d'échange de chaleur entre les gouttelettes (13) d'une huile chaude, recyclée, pulvérisée qui s'écoulent du haut de la colonne vers son fond à contrecourant de l'air neuf, sec et propre introduit dans ladite première colonne, dans le fond de laquelle l'huile refroidie (14) est collectée pour etre transportée au moyen d'une pompe (8), par exemple, vers une deuxième colonne (4) d'échange de chaleur. (ii) un moyen d'échange de chaleur (2) pour chauffer ledit fluide pré chauffé dans ladite première colonne et fourni sous pression, un générateur de chauffe (22) pouvant être prévu pour la partie chaude du moyen d'échange de chaleur précité. (iii) une installation (3) de séchage de céréales, dans lequel est introduit sous pression le fluide sec et chaud et d'où il sort à une température pouvant être élevée, mais dans un état humide et chargé de pellicules et autres déchets des céréales. (iv) une deuxième colonne (4) d'échange de chaleur entre les gouttelettes d'huile froide, recyclée en provenance de ladite première colonne (1) qui s'écoulent du haut de ladite deuxième colonne vers son- fond à contre-courant du fluide chaud chargé et humide sortant de l'installation (3) de séchage précitée ; les gouttelettes (43) d'huile, après avoir été en contact d'échange avec ledit fluide sont chauffées et chargées des pellicules et autres déchets de céréales, et elles sont recueillies (44) dans le fond de ladite deuxième colonne, ainsi que liteau condensée résultant du refroidissement du fluide précité. (v) l'huile chaude, chargée et l'eau condensée recueillie dans le fond de ladite deuxième colonne sont transférées par gravité et, éventuellement au moyen d'un dispositif (19) accélérateur d'écoulement vers un filtre (5) de décolmatage continu, d'où est extraite une pate huileuse (50) et chargée d'eau servant soit directement, soit après transformation comme produit alimentaire ; (vi) la majeure partie de huile chaude, et débarrassée desdits déchets divers et d'une partie de l'eau condensée passe dans un séparateur où l'huile est séparée de l'eau ; l'huile sèche et propre passe dans un bac d'appoint (7) d'huile avant d'etre recyclée au moyen d'une pompe (9), par exemple, vers la partie supérieure de ladite première colonne (1). 9) Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen pour mettre ledit fluide sous pression est un ventilateur (21) ou analogue placé, par exemple à la sortie de ladite première colonne et en amont du moyen d'échange de chaleur (2) servant à chauffer ledit fluide préchauffé. 10) Produit alimentaire, caractérisé en ce qutil est constitué d'une pâte huileuse (50) obtenue par le procédé précisé dans les revendications 1 à 7 et selon le système des revendications 8 et 9.