Brevet FR2505667A1 — publié le 19821119

La demande de brevet principal n0 80 27007 a notamment pour objet un procédé d'évaporation à compression mécanique de vapeur pour concentrer au moins un produit liquide, comprenant au moins deux opérations d'évaporation et qui consiste à soumettre tout ou partie de la vapeur créée par les opérations d'évaporation à au moins deux stades de compression mécanique successifs et à utiliser la vapeur comprimée issue du dernier stade de compression comme source de calories pour l'une des opérations d'évaporation, une fraction de la vapeur comprimée autre que celle issue du dernier stade de compression étant utilisée comme source de calories pour au moins une des opérations d'évaporation restantes. Selon ce procédé et en particulier, quand un seul et même produit liquide est concentré successivement au cours des différentes opérations d'évaporation, une fraction de la vapeur comprimée à un stade de compression autre que le dernier peut être utilisée comme source de calories pour une opération d'évaporation, une fraction de la vapeur comprimée à un stade de compression ultérieur et autre que le dernier étant éventuellement utilisée comme source de calories pour une opération d'évaporation ultérieure. Du fait du ou des prélèvements de vapeur sur un ou plusieurs stades de compression, il n'y a pas, au niveau de chaque stade, compression du même volume de vapeur. Il s'ensuit la nécessité, en pratique, de mettre en oeuvre des compresseurs ou des étages de compression de dimensions différentes. Or, il y a tout intérêt, notamment pour des questions de maintenance, d'avoir des étages de compression de mêmes dimensions. L'invention objet de la présente addition a donc en particulier pour but de mettre au point un procédé dont la mise en oeuvre permet l'utilisation d'étages de compression ou de compresseurs de mêmes dimensions. Ce résultat est obtenu en réalisant dans le cadre du procédé objet de la demande principale, un apport de vapeur sur au moins un stade de compression autre que le premier, la vapeur ainsi apportée étant obtenue, pour chaque stade de compression concerné, par une opération d'évaporation respective utilisant comme source de calories une fraction de la vapeur comprimée issue du stade de compression considéré ou d'un stade ultérieur. On comprendra qu'en choisissant de manière appropriée l'importance de cet ou ces apports de vapeur, il sera possible, au niveau de chaque stade de compression, de comprimer le même volume de vapeur, ce qui dans la pratique revient à n'utiliser que des compresseurs ou des étages de compression de mêmes dimensions. On notera qu'au cours des différentes opérations d'évaporation du procédé selon l'invention, on peut concentrer des produits liquides différents. Il est possible aussi de concentrer un seul et même produit liquide successive ment au cours des#ifférentes opérations d'évaporation. Dans ce dernier cas, la vapeur comprimée issue du dernier stade de compression peut être utilisée comme source de calories pour la première et la dernière opérations d'évaporation. Il va de soi que tout ou partie des opérations d'évaporation peuvent consister en des évaporations du type à multiple effet, auquel cas c'est la vapeur créée aux derniers effets qui est soumise en tout ou partie à la compression mécanique et la vapeur comprimée est utilisée comme source de calories aux premiers effets. Le procédé selon l'invention sera illustré ci-après par la description d'un mode de réalisation avec référence au dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique d'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La première partie de cette installation est, au compresseur près, en tout point identique à celle de la figure 1 de la demande de brevet principal. Ainsi, elle comporte deux évaporateurs 1, 2 comprenant chacun un corps de chauffe 3, 4 surplombant une chambre d'évaporation 5,6 à laquelle est associé un séparateur liquide-vapeur 7,8. Le produit à concentrer qui peut être un produit laitier par exemple, arrive par un conduit d'alimentation 9 en tête de l'évaporateur 1, évaporateur où il subit une évaporation. Le produit ainsi traité -est ensuite amené de la base de cet évaporateur 1 par une pompe 10 et un conduit 11 en tête de l'évaporateur 2, évaporateur où il subit une nouvelle concentration avant d'être évacué à la base par une pompe 12 et un conduit 13. La vapeur créée dans l'évaporateur 1 arrive dans le séparateur 7 et de là est amenée par un conduit 14 à l'aspiration d'un premier compresseur mécanique 15. La vapeur créée dans l'évaporateur 2 traverse le séparateur 8 et rejoint la vapeur créée dans l'évaporateur 1, par un conduit 16 qui se raccorde sur le conduit 14. La vapeur issue des évaporateurs 1 et 2 subit ainsi une première compression en 15. Une fraction de la vapeur comprimée est refoulée par le conduit 17 vers le corps de chauffe 3 de l'évaporateur 1, la vapeur restante étant amenée par le conduit 18 dans un second compresseur 19 où elle subit une seconde compression avant d'être dirigée par le conduit 20 dans le corps de chauffe 4 de l'évaporateur 2. Les séparateurs vapeur-liquide 7 et 8 étant reliés, ils sont à la même pression et il s'ensuit que la vapeur d'évaporation créée dans les évaporateurs 1 et 2 est à la même température, 600 C dans l'exemple choisi. La vapeur issue du premier compresseur 15 est à une température (70 C dans l'exemple choisi sur la figure ) inférieure à celle (800 C dans l'exemple choisi) de la vapeur plus comprimée issue du second compresseur 19. De ce fait, il existe un écart de température (200 C) entre le corps de chauffe 4 et le séparateur vapeur-liquide 8, supérieur à l'écart de température (100 C) existant entre le corps de chauffe 3 et le séparateur vapeur-liquide 7. il en résulte que l'évaporateur 2 peut fonctionner comme un finisseur. La seconde partie de l'installation comprend, conformément à la présente invention, un évaporateur 21 dont le corps de chauffe 22 surplombe une chambre d'évaporation 23 à laquelle est associé un séparateur liquide-vapeur 24. Le produit à concentrer qui, comme cela a été indiqué précédemment, peut être un produit laitier, arrive par un conduit 25 en tête de cet évaporateur 21 dans lequel il subit une première concentration avant d'être amené par une pompe 26 et le conduit 9 en tête de l'évaporateur 1. La vapeur créée dans l'évaporateur 21 traverse le séparateur liquide-vapeur 24 et de là est amenée par un conduit 27 qui se raccorde sur le conduit 18, dans le second compresseur 19. Par ailleurs, le conduit 20 porte une dérivation 28 qui amène dans le corps de chauffe 22 une partie de la vapeur comprimée issue du compresseur 19. La vapeur créée dans l'évaporateur 21, qui est à 700 C dans l'exemple choisi, est ainsi comprimée jusqu'à atteindre 800 C avant de servir de source de calories dans le corps de chauffe 22. On comprendra aisément, qu'en choisissant convenablement les conditions d'évaporation dans l'évaporateur 21, on pourra créer dans ce dernier une quantité de vapeur telle que le volume total de vapeur à comprimer dans le compresseur 19 soit sensiblement égal à celui comprimé dans le#compresseur 15, auquel cas les deux compresseurs 15 et 19 pourront être de mêmes dimensions avec tous les avantages que cela comporte. Dans l'installation décrite ci-dessus, c'est un produit liquide de même nature qui est concentré dans les évaporateurs 1,2 et 21. il est possible toutefois, selon une variante, de concentrer un produit différent dans chaque évaporateur. Dans ce cas, la vapeur comprimée issue des compresseurs 15 et 19 n'est pas nécessairement dirigée respectivement vers les corps de chauffe 3 et 4. La répartition de la vapeur se fera par contre en fonction de la nature des produits à concentrer dans chaque évaporateur. Il est bien entendu possible d'avoir, dans la première partie de l'installation, plus de deux évaporateurs et plus de deux compresseurs. En outre, le refoulement de chaque compresseur n'est pas nécessairement relié à un évaporateur. On peut en effet concevoir deux compresseurs ou même plus de deux compresseurs successifs sur lesquels il n'y a pas de prélèvement de vapeur et ce sera le cas par exemple du compresseur 19 qui serait remplacé par deux compresseurs successifs dont le taux de compression global serait égal à celui du compresseur 19. Par ailleurs, selon les besoins, l'évaporateur 1 et/ou 2 peuvent être du type à multiple effet (plusieurs évaporateurs en série, la vapeur d'évaporation créée dans le premier servant de source de calories pour le second évaporateur, la vapeur d'évaporation créée dans le second évaporateur servant de source de calories pour le troisième évaporateur et ainsi de suite jusqu'au dernier), auquel cas c'est la vapeur issue des derniers effets qui est comprimée dans les compresseurs 15 et 19 et c'est le corps de chauffe des premiers effets qui reçoit la vapeur comprimée. Par ailleurs, l'esprit de l'invention ne sera en rien modifié si l'évaporateur 21 est à multiple effet. Dans ce cas, ce sera la vapeur issue du dernier effet qui sera comprimée dans le compresseur 19 et c'est le corps de chauffe du premier effet qui recevra la vapeur comprimée issue de ce compresseur. Il a été indiqué précédemment que la première partie de l'installation pouvait comporter plus de deux évaporateurs et plus de deux compresseurs, par exemple trois. Dans ce dernier cas, la vapeur créée dans l'évaporateur 21 pourra, si on le désire, être amenée dans le second compresseur, ce même évaporateur 21 pouvant utiliser, à titre de source de calories, la vapeur comprimée issue du dernier compresseur. Enfin, en ce qui concerne les compresseurs 15 et 19, ils peuvent être munis de moyens d'entraînement quelconques bien connus de l'Homme de l'Art. Ils peuvent, si on le désire, avoir un système d'entraînement commun. REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 de la demande de brevet principal, caractérisé en ce qu'on réalise un apport de vapeur sur au moins un stade de compression autre que le premier, la vapeur ainsi apportée étant obtenue, pour chaque stade de compression concerné, par une opération d'évaporation respective utilisant comme source de calories une fraction de la vapeur comprimée issue du stade de compression considéré ou d'un stade ultérieur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un seul et même produit liquide est concentré successivement au cours des différentes opérations d'évaporation. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vapeur comprimée issue du dernier stade de compression est utilisée comme source de calories pour la première et la dernière opération d'évaporation. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que tout ou partie des opérations d'évaporation peuvent consister en des évaporations du type à multiple effet, auquel cas c'est la vapeur créée aux derniers effets qui est soumise en tout ou partie à la compression mécanique et la vapeur comprimée est utilisée comme source de calories aux premiers effets.