Brevet FR2491723A1 — publié le 19820416

Procédé et installation pour le refroidissement lent différé du grain en continu. La présente invention concerne les procédés de refroidissement lent différé du grain. Il est possible de sortir d'un séchoir du grain non totalement sec et encore chaud. Il est connu, pour compléter le séchage, d'utiliser les calories contenues dans le grain à la sortie du séchoir, en assurant son repos dans une cellule. Il se produit, au cours de ce repos, un ressuyage de l'humidité interne du grain, qui subit une migration vers l'extérieur ou vers la périphé- rie. Il suffit alors de procéder à une ventilation du grain avec un faible débit d'air pour compléter le séchage et le refroidissement. Il résulte de ce procédé connu un gain de débit pour les séchoirs existants et une réduction de consom- mation d'énergie. Tel qu'il est appliqué à l'heure actuelle, ce procédé présente toutefois un certain nombre d'incon- vénients. En effet, il nécessite l'emploi de trois ou quatre silos, étant donné que la capacité totale dispo- nible doit être importante. En outre, le contrôle de l'opération doit être rigoureux pour respecter les pha- ses nécessaires, ce qui exige la formation d'un person- nel spécialisé qui doit également apporter une attention particulière au travail. Le but de l'invention est de remédier aux incon- vénients du procédé connu. L'invention est matérialisée, à cet effet, dans un procédé de refroidissement lent différé du grain à la sortie d'un séchoir, consistant à assurer la descente progressive du grain à l'intérieur d'au moins une colonne d'abord dans des conditions non ventilées, puis après un temps de descente correspondant au temps néces- saire au ressuyage de l'humidité interne du grain, à assurer la ventilation de ce grain pour compléter le séchage et le refroidissement tandis que ledit grain continue sa progression vers le bas à l'intérieur de la colonne, et à prélever le grain séché et refroidi à la colonne, de manière intermittente ou continue. Ainsi, le procédé général connu de refroidisse- ment lent différé est mis en oeuvre d'une manière conti- nue au cours de la progression du grain dans une même colonne. - Un avantage important de l'invention réside dans la diminution de la capacité de stockage requise, qui résulte du procédé en continu utilisé. Suivant un mode de mise en oeuvre préférentiel, on assure la ventilation du grain au cours de sa progres- sion dans la colonne par passage d'air à contre-courant par rapport au sens de progression du grain. On peut ainsi, suivant l'invention, admettre de l'air au voisina- - ge du point de sortie du grain par rapport à la colonne, t5 c'est-à-dire à l'endroit o le grain est déjà suffisam- ment refroidi, ce qui évite le choc thermique du grain en réduisant les félures. Suivant une autre particularité de ce procédé, on effectue la ventilation du grain en pression, en assurant l'admission d'air froid au voisinage du point de sortie du grain par rapport à la colonne et l'évacua- tion de l'air à un niveau intermédiaire de cette colonnes choisi en fonction du temps de ressuyage requis. On peut alors récupérer l'énergie contenue-dans l'air évacué de la colonne du fait du niveau enthalpique constant de cet air, qui est saturé et chaud et qui se trouve pratique- ment à la même température que le grain après ressuyage. Cette récupération d'énergie peut se faire de toute ma- nière désirée, par exemple au moyen d'un échangeur de chaleur, avec condensation de l'humidité contenue dans l'air. Un autre avantage encore du procédé suivant l'invention réside dans le fait que l'homogénéité du grain séché est améliorée par suite de sa progression régulière et continue dans la colonne. Il s'établit alors entre les grains dei modifications de contact par rapport aux grains voisins, ce qui favorise les échanges avec l'air et accroit en conséquence l'efficacité de la ventilation. L'invention concerne encore une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une colonne verticale traversée par le grain, des moyens pour assurer l'admission du grain à la partie supérieure de cette colonne afin de la maintenir toujours remplie, des moyens prévus à la base de la colonne pour assurer l'extraction du grain sec et refroidi, des moyens pour l'admission d'air froid de ventilation vers la base de ladite colonne, et des moyens pour la sortie de cet air de ventilation à un niveau in- termédiaire sur la hauteur de la colonne, de façon telle que le grain subisse dans cette colonne un déplacement en principe continu en direction du bas, avec tout d'abord un ressuyage de l'humidité dans la partie supérieure de la colonne, puis une ventilation complétant son séchage et son refroidissement dans la partie inférieure de cette colonne. Suivant un mode de réalisation préférentiel, la colonne de refroidissement lent différé du grain est Constituée par un silo de refroidissement de structure modulaire. Ce silo peut alors être alimenté en grain à par- tir d'un ou plusieurs séchoirs, des moyens étant prévus pour le maintenir constamment rempli. - Suivant une autre particularité de l'invention, il est prévu à la base de chaque module du silo un systè- me multi-cônes conjugué à des moyens pour la commande de l'extraction du grain. Un tel système multi-cônes assure cette extraction d'une façon en principe régulière dans la totalité de la section droite du silo et en conséquence une descente du grain dans celui-ci par couches horizon- tales. Les moyens assurant l'extraction du grain à la base de la colonne peuvent comporter des trappes à commande pneumatique ou autre, programmées de façon appropriée, ou bien des dispositifs tels que des vis transporteuses. On peut prévoir de façon judicieuse, à la base de chaque c8ne, un tube rejoignant la gaine d'une vis transporteuse entraînée à faible vitesse de façon con- tr8lée pour assurer le dosage de l'extraction du grain. Cette vis peut-être reliée elle-même à une vis collec- trice à gros débit qui assure l'évacuation du grain vers l'aval de l'installation, par exemple pour son stockage. Suivant une variante, un tube partant de la base de chaque cône peut déboucher directement dans la gaine d'une vis transporteuse d'évacuation, avec interposition d'une écluse, d'un registre ou d'un dispositif analogue associé à des moyens de régulation de débit pour contr8- ler le débit d'évacuation du grain par ce tube. De tels systèmes d'extraction et d'évacuation à vis présentent l'avantage d'un faible encombrement en hau- teur, lié à une diminution du coût des supports. Suivant une autre-particularité encore, la base de chaque module est profilée de manière à-ménager une gaine de passage et de distribution de l'air froid admis, conjugué à des moyens d'entrée de cet air dans la partie basse du grain. Ainsi, dans le cas d'un système multi- cônes tel qu'indiqué précédemment, une gaine de distri- bution d'air peut être ménagée entre les évacuations coniques ou pyramidales dirigées vers le bas et dés cha- peaux ou déflecteurs peuvent 4tre placés au-dessus de la partie perforée supérieure de cette gaine pour permettre le transfert de l'air au grain, sans pénétration de celui- ci à l'intérieur de la gaine. Chaque gaine peut être réa- lisée judicieusement à la manière d'une poutre supportant le grain du silo. La description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une installation de refroidissement-lent différé du grain en continu suivant l'invention. La Fig. 2 est une vue prise dans un plan perpen- diculaire à celui de la Fig. 1. La Fig. 3 est une vue en plan de la partie infé- rieure d'un module. La Fig. 4 est une vue en coupe par la ligne, _ 491723 IV-IV en Fig. 3. La Fig. 5 est une vue partielle schématique montrant la base d'un module de l'installation. La Fig. 6 est une vue analogue à la Fig. 5, mais en regardant dans une direction décalée de 90'. La Fig. 7 est une vue analogue à la Fig. 6 mais correspondant à une variante de réalisation. On a représenté sur les Fig. 1 et 2 un'mode de réalisation d'installation de refroidissement lent dif- féré du grain en continu suivant l'invention. Cette ins- tallation comprend un silo désigné d'une façon générale par la référence 1, présentant une construction modulaire et ménageant des enceintes ou colonnes 2 de refroidisse- ment du grain. Ce silo est combiné à sa partie supérieure avec un dispositif d'alimentation en grain, indiqué schémati- quement én 3 sur les Fig. 1 et 2, capable d'amener du grain au silo depuis un séchoir à grain par exemple. On prévoit judicieusement des dispositifs de contrôle du niveau du grain dans le silo et un dispositif de régula- tion, ces dispositifs pouvant être de type en soi connu. Suivant l'invention, il est prévu vers la base du silo des-gaines d'alimentation en air froid et de distribution indiquées en 4, qui seront décrites plus en détail plus loin et qui assurent une répartition d'air uniforme dans toute la base du silo. Ces gaines 4 sont alimentées à partir de ventilateurs 5. A un niveau intermédiaire du silo, il est prévu un système de gaines 7 formant un collecteur d'air qui intercepte et évacue vers l'extérieur en 6 (Fig. 2) l'air de séchage et de refroidissement ayant pénétré dans le silo par les gaines 4. On a représenté de façon plus détaillée sur les Fig. 3 et 4 la partie inférieure du silo, avec les moyens d'admission de l'air. Ces Fig. 3 et 4 montrent un module désigné d'une façon générale par 8, avec ses poteaux de support 9 et quatre cônes 10 dirigés vers le bas pour la sortie du grain, les orifices de sortie étant indiqués en 10a. 2491 723 La partie centrale du module est formée par la gaine 4 d'arrivée de l'air, qui constitue une poutre supportant le poids du grain qui se trouve dans le silo. Des parties latérales Il constituant également des pou- - tres de support complètent la structure modulaire de la base de ce silo. Comme indiqué sur les Fig. 3 et 4, la partie supérieure de la gaine centrale 4 a une forme de toit, et il est prévu vers le sommet de cette partie des ori- fices de sortie d'air 12. Cette partie munie d'orifices 12 est recouverte d'un chapeau 13 soutenu à une certaine distance de la gaine 4 de telle sorte que, comme indi- qué par des flèches en particulier sur la Fig. 4, l'air passant par cette gaine 4 et sortant par les orifices 12 soit dévié par le chapeau 13 pour remonter à l'inté- rieur du grain sensiblement au droit des orifices d'écou- lement 1andes cônes d'évacuation du module. La gaine 4 assurant l'acheminement de l'air dans un module communique avec la gaine 4du module suivant, après l'assemblage des modules, par des orifices rectan- gulaires ménagés dans les flancs d'extrémité de la base, visibles en 14 sur la Fig. 2. Cette communication appa- ralt sur la Fig. 1. On voit que l'on obtient ainsi, pour la base du silo, une structure autopôrteuse qui remplit trois fonc- tions différentes. En effet, cette structure supporte le grain, en évitant un poutrage classique avec des profilés en I et en H. Elle permet en outre une extraction simul- tanée par des multi-cônes dans la totalité de la section droite horizontale du silo, d'une manière assurant une descente du grain en couches horizontales, ce qui soumet toutes les fractions du grain à un refroidissement lent uniforme. Enfin, elle constitue par les gaines et les chapeaux décrits un réseau de ventilation et d'injection d'air dans le grain, avec une répartition directe d'un module à l'autre. On a montré sur les Fig. 5 et 6 un mode de réalisation préférentiel de système d'extraction. Les éléments déjà visibles sur les Fig. 3 et 4 ont été désignés ici par les mêmes références. On voit que cha- que orifice 10a d'un cône d'extraction 10 est prolongé vers le bas par un tube 15 auquel se raccorde un autre tube 16 avec interposition d'un joint souple et étanche 17 qui permet les déformations tout en évitant les fuites d'air. Ce tube 16 est relié à son-tour par un raccord polyvalent 18 à une première gaine 19 dans laquelle est montée une vis transporteuse tournant à faible vitesse. La vitesse de rotation de cette vis est réglée par un moto-variateur qui peut être par exemple de type mécani- que ou électronique, ce qui rend possible un dosage précis de l'extraction du grain. Il est prévu, au-dessous de cette première gaine 19, une autre gaine 20 reliée à la précédente par des raccords 21 et dans laquelle est montée une vis transporteuse collectrice à gros débit, assurant l'éva- cuation du grain par exemple vers un poste de stockage. On voit en particulier à l'examen de la Fig. 6, sur laquelle des flèches indiquent le sens de transport du grain par les vis, que le grain de la gaine supérieure à faible débit tombe après un très court trajet dans la gaine inférieure à gros débit. Il va de soi d'ailleurs que les sens de transport dans les deux gaines pourraient être les mêmes au lieu d'être opposés. Cet agencement du système d'extraction et d'évacuation permet d'obtenir une faible hauteur d'ensem- ble et il peut être soutenu par des embases comme indiqué en 22 sur la Fig. 5.-11 résulte de cette faible hauteur un gain appréciable sur le coût des poteaux et on évite les fers de contreventement du fait de l'encastrement des poteaux latéraux sut toute la hauteur des bases. On décrira maintenant le fonctionnement d'en- semble d'un silo de refroidissement lent différé en continu suivant l'invention. Sur les Fig. 1 et 2, on a indiqué en 23 le talus de grain provenant d'un séchoir et amené par le disposi- tif d'alimentation 3. Le silo est rempli de grain sur toute sa hauteur. On conçoit aisément qu'il se produit par les canes 10 et tubes 15, 16, à la base du silo, un prélèvement d'une certaine quantité de grain, en fonction de la vitesse des vis 19. La masse du grain subit alors dans le silo un déplacement progressif vers le bas par couches horizontales. La vitesse des vis peut être réglée en fonction du temps de séjour requis du grain dans le silo. Pendant le fonctionnement, les ventilateurs 5 envoient dans la totalité de la base du silo, par l'in- termédiaire des gaines 4, de l'air froid assurant le refroidissement et la fin du séchage du grain. Cet air qui pénètre dans la base du silo s'élève à l'intérieur de la masse du grain et il est intercepté et évacué vers l'extérieur par le système de gaines 7 situé à un niveau intermédiaire. Ainsi, dans la partie supérieure du silo, le grain n'est pas soumis à l'effet d'air de séchage. Il subit donc pendant toute sa progression vers le bas dans la partie supérieure-du silo un effet de ressuyage de l'humidité interne, analogue à celui obtenu au cours de son repos dans une cellule. Quand le grain arrive, au cours de sa descente, au niveau intermédiaire du système de gaines 7 et le franchit, il commence à subir l'effet de l'air qui va compléter sonséchage et son refroidisse- ment. Etant donné que l'air froid est introduit dans le silo par sa base, juste en amont des extracteurs, cet air froid vient en contact avec du grain en principe complètement refroidi, ce qui évite tout choc thermique pour le grain. Au fur et à mesure de sa progression vers le haut à l'intérieur du grain, cet air se réchauffe en venant en contact avec du grain de plus en plus chaud, et l'air quittant le silo se trouve sensiblement à la température du grain à la fin du stade de ressuyage. L'air s'échappant vers l'extérieur peut alors être traité pour la récupération des calories qu'il contient, avec condensation de l'humidité. On a montré sur la Pig. 7 une variante de réa- lisation de moyens d'extraction du grain-à la base du silo. Dans ce cas, un tube 23 est relié à la base de 2 4 9 1 7 2 3 l'orifice lia du cône 10, ce tube étant ici en deux parties avec interposition d'un joint souple 24. Ce tube 23 est prolongé vers le bas par une buse 25 se raccordant à un corps d'écluse 26. Une buse de sortie 27 partant de ce coros d'écluse 26 rejoint la gaine 28 d'une vis collectrice. Une écluse rotative de type connu est montée dans le corps d'écluse 26. Elle est entraînée en rota- tion par un arbre 29 dont la vitesse est réglée en fonc- tion du débit de sortie du grain et en conséquence du temps de séjour du grain dans le silo. Le fonctionnement d'ensemble d'un silo ainsi équipé est le même que précédemment. Des modifications oeuvent'être apDortées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équi- valences techniques, sans s'écarter de l'invention. Ainsi, comme indiqué précédemment, les moyens de prélèvement du grain pourraient être constitués par des vannes pneuma- tiques à registre, pouvant être commandées toutes ensem- ble ou les unes après les autres selon un rythme d'ou- verture déterminé ici encore en fonction du temps de séjour requis pour le grain à l'intérieur du silo. 249 1723 REVENDICATIONS l.- Procédé de refroidissement lent différé du grain à la sortie d'un séchoir, caractérisé en ce qu'on assure la descente progressive du grain à l'intérieur d'au moins une colonne d'abord dans des conditions non ventilées, puis après un temps de descente correspondant au temps nécessaire au ressuyage de l'humidité interne du grain, on assure la ventilation de ce grain pour complé- ter le séchage et le refroidissement tandis que ledit grain continue sa progression vers le bas à l'intérieur de la colonne, et on prélève le grain séché et refroidi à cette colonne de manière intermittente ou continue. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on assure la ventilation du grain au cours de sa progression dans la colonne à contrecourant par rapport au sens de progression de ce grain. 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la ventilation du grain en assurant l'admission d'air froid au voisinage du point de sortie du grain par rapport à la colonne et l'évacuation de l'air à un niveau intermédiaire de cette colonne, choisi en fonction du temps de ressuyage requis. 4.- Procédé suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on récupère l'énergie calorifique contenue dans l'air évacué de la colonne. 5.- Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une colonne verticale traversée par le grain, des moyens pour assu- rer l'admission du grain à la partie supérieure de cette colonne afin de la maintenir toujours remplie, des moyens prévus à la base de la colonne pour assurer l'extraction du grain sec et refroidi, des moyens pour l'admission d'air froid de ventilation vers la base de - ladite colonne, et des moyens pour la sortie de cet air de ventilation à un niveau intermédiaire sur la hauteur de la colonne, de façon telle que le grain subisse dans cette colonne un déplacement en principe continu en direction du bas avec tout d'abord un ressuyage de 249 1723 l'humidité dans la partie supérieure de la colonne, puis une ventilation complétant son séchage et son refroidis- sement dans la partie inférieure de cette colonne. 6._- Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la colonne recevant le grain est constituée par un silo de structure modulaire. 7.- Installation suivant la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce qu'il est prévu à la base de la colonne ou du silo un système multi-cônes pour l'extrac- tion simultanée du grain par cette base, en principe dans la totalité de la section droite horizontale de la colonne ou du silo. 8.- Installation suivant la revendication 7, caractériséeen ce que le système multi-cônes est relié d des tubes ou passages analogues rejoignant un système d'évacuation par vis transporteuses 9.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que chaque cône d'évacuation est relié à un tube dans lequel est intercalé de préférence un joint flexible de compensation, ce tube débouchant dans une gaine supérieure dans laquelle est montée une vis transporteuse à faible débit, cette gaine étant reliée elle-même en au moins un point et de préférence en des points multiples à une gaine inférieure d'évacuation contenant une vis transporteuse à gros débit. 10.- Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour le réglage de la vitesse et du débit des vis transporteuses. 11.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que chaque cône d'évacuation est relié à une gaine de vis transporteuse d'évacuation par un sys- tème de tube dans lequel est intercalé une écluse ou un dispositif équivalent, des moyens étant prévus pour le réglage du débit de passage de cette écluse ou de ce dis- positif analogue. 12._ Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la base dé la colonne du silo de type modulaire est constituée par une structure auto- porteuse comprenant, pour chaque module, une gaine d'admission d'air formant poutre, munie dans sa partie supérieure d'orifices de sortie de l'air et coiffée à une certaine distance par un chapeau déviant cet air en direction des cônes d'extraction, cette poutre et de chapeau supportant le grain remplissant la colonne ou le silo. 13.- Installation suivant la revendication 12, caractérisée en ce que des communications sont établies pour les gaines entre les différents modules, en vue d'une répartition uniforme de l'air dans toute la section droite horizontale de la colonne ou du silo.