Brevet FR2519417A1 — publié le 19830708

Perfectionnements apPortés aux installations Pour le séchage de produits agricoles granulés La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux installations pour le séchage de produits agricoles granulés tels que mars, blé, riz, paddy, semence, cacao, café, etc. On connait actuellement un grand nombre d'installations de ce genre, qui appartiennent en général à l'un des trois groupes suivants - installation de séchage monotempérature, ayant une con sommation de 1,1 à 1,5 thermie par kilogramme d'eau éva porée, - installation de séchage bitempérature, ayant une consom mation d'environ 0,9 th/kg d'eau évaporée, - installation de séchage à surgénération, ayant une con sommation d'environ 0,85 th/kg d'veau évaporée. Toutes ces installations connues présentent un cer tain nombre d'inconvénients, parmi. lesquels il faut citer en premier lieu l'énergie importante nécessaire pour obtenir le séchage requis des grains. Il en résulte bien entendu un coat de fonctionnement d'autant plus élevé que cette énergie de séchage est fournie par des brûleurs à gaz ou à fuel. En outre, ces installations sont en général encombrantes et elles occupent une surface au sol qui est importante ; leur montage est long ; les risques d'incendie ne sont pas exclus ; leur fonctionnement donne lieu à de grands dégagements de poussière. L'invention a essentiellement pour but de remédier à ces inconvénients des installations actuellement connues et de proposer une installation perfectionnée qui réponde mieux aux diverses exigences de la technique, et qui en particulier ne nécessite qutune dépense énergétique moindre pour le séchage des grains, par exemple de l'ordre de 0,5 à 0,65 th/kg d'eau évaporée. A ces fins, on prévoit que l'installation de l'inven- tion comprend, en combinaison - une entrée pour les grains à sécher ; - une zone de préséchage des grains reliée à la susdite entrée et agencée pour que de l'ais réchauffé traverse la masse granulée ;; - une zone de séchage, reliée à la zone de préséchage pour recevoir les grains préséchés, comportant des enceintes pour les grains à sécher et des enceintes pour des gaz chauds sans communication- avec les précédentes, lesdites enceintes étant mutuellement agencées pour procurer un transfert mazinial de chaleur des gaz chauds vers les grains - une zone de refroidissement, reliée à la zone de séchage pour recevoir les grains séchés chauds, agencée pour que de l'air frais traverse les grains pour les refroidir - une sortie pour les grains séchés provenant de la zone de refroidissement ; - des moyens de régulation de l'écoulement des grains de puis l'entrée jusqu'à la sortie de l'installation ;; - des moyens de chauffage pour produire les susdits gaz chauds - un échangeur thermique agencé pour recevoir l'air de re froidissement réchauffé et au moins une partie des gaz ehauds issus respectivement des zones de refroidissement et de séchage, et pour fournir, à la zone-de préséchage, de l'air réchauffé ; - et des moyens ventilateurs pour mettre en circulation les différents courants air et de gaz. Gracie à cet agencement, et notamment au recours à un circuit de circulation d'air incluant un échangeur thermique, on est assuré d'une utilisation optimale des calories fournies par les moyens de chauffage. Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit que les zones- susmentionnées sont étagées verticalement, respectivement du haut vers le bas, et que l'échangeur thermique est disposé dans les parties hautes de l'installation. De la sorte, la circulation descendante des grains s'effectue sans apport d'énergie, et la circulation gêné- ralement ascendante de l'air et des gaz chauds s'effectue avec un apport d'énergie minimal. En outre, il est possible, dans une telle installation en silo, de disposer des moyens de chauffage en position centrale, de manière que toute la chaleur dégagée contribue au séchage des grains, mais dans une chambre de chauffe distincte de manière à éviter tout contact direct entre la partie active (bradeur à gaz ou à fuel par exemple) des moyens de chauffage et les diverses zones où se trouvent les grains, et donc à diminuer les risques d'incendie. Pour régler le débit d'écoulement des grains, et donc le taux de séchage que l'on souhaite obtenir, on prévoit que les moyens de régulation de l'écoulement des grains comprennent un distributeur à ouverture réglable situé entre la zone de séchage et la zone de refroidissement. Avantageusement, ces moyens de régulation comprennent en outre un second distributeur à ouverture réglable, étanche, situé entre la zone de préséchage et la zone de séchage et synchronisé avec le susdit premier distributeur. De préférence, pour faciliter la diffusion de la chaleur dans les grains au sein de la zone de séchage, les enceintes de la zone de séchage sont constituées par des conduits verticaux parcourus les uns par l'écoulement descendant des grains et les autres par le courant des gaz chauds, lesdits conduits verticaux possédant des parois communes constituées en un matériau thermiquement bon conduct eur. Pour accorte le rendement de l'installation, l'échangeur thermique est de type tubulaire à courants croisés, avec multipassage de l'air et/ou des gaz chauds extraits. Dans le cas où les moyens de chauffage eomprennent un brdleur à fuel, on prévoit un second échangeur à haute température disposé dans le. circuit des gaz de combustion, de manière que la température de l'air en circulation soit élevée au-dessus du point de rosée acide et que les parois des enceintes et des différentes cloisons soient préservées d'une corrosion trop importante. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement à titre d'exemple et représenté de façon schématique, en coupe verticale, sur la figure ci-jointe. L'installation de l'invention comprend au moins un, mais de préférence plusieurs séchoirs à grains 1 disposée autour d'une tour centrale 2 regroupant des appareillages et organes de commande communs ; les séchoirs 1 sont dis- posés de préférence symétriquement autour de la tour, no-tamment de part et d'autre de celle-ci lorsqutils sont au nombre de deux (cas représenté sur ia figure). Tous les séchoirs 1 sont identiques ; les différentes zones de traitement des grains dans les séchoirs ainsi que divers appareils dans la tour centrale 2 sont répartis verticalement. En particulier, on peut distinguer, dans l'installation, trois étages, savoir (du haut vers le bas) t - un étage supérieur 3 de préséchage des grains humides, - un étage intermediaire 4 de séchage des grains présé chés, - et un étage inférieur. - 5 de refroidissement des grains séchés. On peut noter dès à présent que la circulation des grains à l'intérieur des séchoirs 1 (du haut vers le bas) steffectue simplement sous l'action de la gravité. Dans l'étage supérieur 3 de préséchagei chaque séchoir 1 comporte, à sa partie supérieure, une entrée 6 par laquelle sont introduits les grains humides qui doivent etre séchés. Cette entrée débouche dans une chambre 7 (chambre depréséchage) fermée, à sa partie inférieure, par une trémie perforée 8 munie, dans son fond, d'un distributeur étanche, réglable 9. A cet étage, la tour centrale 2 renferme un échangeur thermique 10, qui peut être avantageusement un échangeur tubulaire à courants croisés de tout type connu de l'homme de l'art. Le circuit primaire de cet échangeur est traversé par de l'air et/ou des gaz chauds dont la provenance sera indiquée plus loin et qui sont ensuite rejetés- dans l'atmosphère, tandis que son circuit secondaire est traversé par de l'air extérieur, aspiré par un groupe ventilateur 11, qui est réchauffé, puis injecté dans les chambres de préséchage 7 où il circule à travers la masse granulée (flèches à pointe noire 12) avant d'être rejeté dans l'atmosphère. Pour accroître le rendement, l'échangeur est de pré' férence du type à multipassage de l'air et/ou des gaz chauds extraits. Les grains préséchés s'écoulent ensuite, avec un débit réglé par le distributeur 9, dans des chambres de séchage 13 situées, dans les séchoirs 1, à l'étage intermédiaire 4. Chaque chambre 13 est traversée verticalement, sur la quasi-totalité de sa hauteur, par des colonnes 14 communiquant à leurs extrémités supérieure et inférieure avec l'étage intermédiaire de la tour centrale 2 par des conduits d'amenée 15a et d'évacuation 15b, respectivement, pour la circulation d'air et/ou de gaz chauds, comme cela sera explicité plus loin. Toutefois, aucune communication n'existe entre les volumes intérieurs des colonnes 14 et le reste du volume intérieur de la chambre 13. différents agencements peuvent titre prévus ; en particulier, les colonnes 14 peuvent se présenter sous forme aplatie s'étendant sur toute la largeur de la chambre 13, et etre éventuellement recoupées par des cloisons intérieures 16, comme représenté sur la figure. Autrement dit, le volume intérieur de la chambre 13 est découpé par un système de parois parallèles verticales 17 qui déterminent entre elles des colonnes verticales aplaties, sans communication entre colonnes voisines et attribuées alternativement à la circulation d'air et/ou de gaz chauds et à la circulation des grains à sécher (sur la figure, le plan de coupe traverse une colonne 14 de circulation d'air et/ou de gaz chauds, les colonnes de circulation des grains n'étant pas visibles). Bien entendu, les parois 17 et cloisons 16 sont constituées en un matériau thermiquement bon conducteur, de manière que cet ensemble joue le rôle d'un radiateur diffusant au sein de la masse granulée qui stécoule la chaleur communiquée par l'air et/ou les gaz chauds0 Toujours dans cet étage intermédiaire 4, la tour centrale 2 renferme des moyens de chauffage 18 comprenant de préférence un brftleur à gaz ou à fuel 19 alimenté en air par une gaine centrale vertical, e 20 provenant de l'étage inférieur.La partie inférieure des moyens de chauffage ,18 est agencée pour être en communication avec les conduits d'évacuation 15b prévus dans le bas des colonnes 14, tandis que l'espace 21 surplombant les brtleurs 19 communique avec les, conduits d'amenée 1 Sa prévus dans le 'haut des colonnes 14. En outre, un orifice 22, éventuellement muni d'un volet de réglage, est prévu à la partie supérieure de ltespace 21 pour établir une communication avec le circuit primaire de 1' échangeur 10. Les gaz chauds provenant des moyens de chauffage sté- lèvent dans l'espace 21 et passent, par les conduits d'admission 15a, dans les colonnes 14 où, par conduction à travers les parois 17., ils chauffent les grains contenus dans les colonnes adjacentes ; les gaz refroidis sont recueillis dans les conduits d'évacuation 15b pour entre ramenés vers les moyens de chauffage (le cycle de l'air etX ou des gaz chauds est schématisé par des flèches à pointe blanche 23). Dans le cas où les moyens de chauffage comportent des brtleurs à fuel, il est souhaitable de prévoir un autre échangeur thermique à haute température (non représenté3 placé dans le circuit des gaz de combustion afin d'élever la température de l'air de circulation au-dessus du point de rosée acide et préserver ainsi les parois contre la corrosion. Un groupe ventilateur (non visible sur la figure) aspire, à travers l'orifice 22, une partie des gaz de combustion dans le circuit primaire de 1 'échangeur 10 où ils cèdent leurs calories à l'air extérieur soufflé dans les chambres de préséchage 7 (flèches barrées à pointe blanche 24) et les gaz ainsi refroidis sont rejetés à l'extérieur. A la base des chambres de séchage 13 sont disposés des distributeurs tournants 25 qui permettent de régler les débits des écoulements de grains qui passent dans l'étage inférieur 5 de refroidissement. Ces distributeurs 25 sont avantageusement synchronisés avec les distributeurs 9 situés à la base des chambres de préséchage 7. À cet étage inférieur, chaque séchoir 1 comporte une trémie 26 recueillant les grains séchés, mais chauds. Dans le fond de la trémie débouche un conduit 27 amenant de l'air frais extérieur, soufflé par un groupe ventilateur 28, destiné à refroidir les grains s'écoulant vers la sortie 29 située à la baste de la trémie0 L'air ainsi insufflé se réchauffe au contact de la masse granulée, puis est canalisé dans une conduite verticale (non visible sur la figure) s'étendant à travers l'é- tage intermédiaire 4 pour déboucher dans la partie haute de la chambre de séchage 13 ; cet air réchauffé est ensuite dirigé vers l'ouverture 22 pour traverser l'échangeur thermique 10 où il cède une partie de ses calories à l'air de préséchage (flèches barrées à pointe noire.30). L'étage inférieur de la tour centrale 2 renferme divers appareillages et organes de commande de l'instaIla- tion (non représentés) ainsi qu'un groupe ventilateur 31 soufflant dans la gaine centrale 20 de l'air pour la combustion des brftleurs 19. Dans une installation typique, l'air de préséchage, prélevé dans l'atmosphère à une température d'environ 1000, est insufflé dans la chambre de préséchage 7 après avoir été porté à environ 13000 dans l'dchangeur thermique 10. A sa sortie de la chambre 7 (d'une capacité d'environ 16 m3), sa température est d'environ 4000. Pendant ce temps, les grains, introduits à environ 1000 avec un taux d'humidité environ 37 %, traversent le distributeur 9 avec une température d'environ 500C. Dans la partie haute de la chambre de séchage 13 (d'une capacité d'environ 50 m3 de grains), les gaz chauds sortant des moyens de chauffage à environ 200 à 2500C échauffent les grains jusqu'à environ 700C. Dans la partie basse de la chambre 13, la température des grains est d'environ 450C et celle des gaz d'environ 800C. Enfin, les grains sortent de la chambre de refroidissement à uné temperature environ 150C avec un taux'd'hu- midité d'environ 15 %. Comme. il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Installation pour le séchage de produits agricoles granulés, caractérisée en ce qu'elle comprend : - une entrée (6) pour les grains à sécher - une zone (7) de préséchage des grains reliée à la susdi te entrée et agencée pour que de l'air réchauffé traver se la masse granulée - une zone de séchage (13), reliée à la zone de préséchage pour-recevoir les grains préséchés, comportant des en ceintes pour les grains à sécher et des enceintes (14) pour des gaz chauds sans communication avec les précé dentes, lesdites enceintes étant mutuellement ageneées pour procurer un transfert maximal de chaleur des gaz chauds vers les grains - une zone de refroidissement (26), reliée à la zone de séchage pour recevoir les grains séchés chauds, agencée pour que de l'air frais traverse les grains pour les~re- froidir - une sortie (29) pour les grains séchés provenant de la zone de refroidissement ; - des moyens (9, 25) de régulation de l'écoulement des grains depuis l'entrée jusqu'à la sortie de l'installa tion - des moyens de chauffage (18, 19, 20, 31) pour produire les susdits gaz chauds - un échangeur thermique (10) agencé pour recevoir l'air de refroidissement réchauffé et au moins une partie des gaz chauds issus respectivement des zones de refroidis sement et de séchage et pour fournir, à la zone de pré séchage, de l'air réchauffé - et des moyens ventilateurs pour mettre en circulation les différents courants d'air et de gaz. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les zones susmentionnées sont étagées verticalement, respectivement du haut vers le bas et en ce que l'échangeur thermique est disposé dans les parties hautes de l'installation. 3 - Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de régulation de l'écoulement des grains comprennent un distributeur (25) à ou vertige réglable situé entre la zone de séchage (13) et la zone de refroidissement (26). 4 - Installation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qùe les moyens de régulation de l'écoulement des grains comprennent un second distributeur (9) à ouverture réglable, étanche, situé entre la zone de préséùhage (7) et la zone de séchage (13) et synchronisé avec le sus- dit premier distributeur. 5 - Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les enceintes de la zone de séchage sont constituées par des conduits verticaux parcourus les uns par I'écoulement descendant des grains et les autres par le courant des gaz chauds,' lesdits conduits verticaux possédant des parois communes constituées en un matériau thermiquement bon conducteur0 6 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'échangeur thermi- que (10) est de type tubulaire à courants croisés, avec multipassage de l'air et/ou des gàz chauds extraits, 7 - Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de chauffage comprennent un bradeur à fuel et en ce qu'il est prévu un second échangeur à haute température disposé dans le circuit des gaz de combustion de manière que la température re de l'air en circulation 30it élevée au-dessus du point de rosée acide0