Brevet FR2518242A1 — publié le 19830617

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR SOUMETTRE DES LIQUIDES A UN TRAITEMENT THERMIQUE. La présente invention se rapporte à un procédé pour soumettre des liquides à un traitement thermique, dans lequel le liquide s'écoule dans des plaques, des conduites ou équivalents qui sont réchauffes à la température demandée à l'aide d'eau surchauffee par de la vapeur d'eau. L'invention s'applique également au dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Dans l'industrie laitière, il est connu de soumettre le lait à un traitement thermique pour augmenter sa durée de conservation -selon les divers moyens d'action, ces traitements thermiques peuvent constituer en une thermisation et une pasteurisation . Les traitements thermiques courants peuvent être exécutés par exemple à l'aide d'échangeurs de chaleur. On emploie pour cela des échangeurs à plaques et à tubes dans lesquels on peut utiliser comme moyen de chauffage de l'eau qui est maintenue à la température désirée au moyen de vapeur d'eau. La transmission de chaleur entre la vapeur et l'eau peut s'effectuer par chauffage à la vapeur direct et indirect. Pour le chauffage direct à la vapeur d'eau, celle-ci est amenée directement dans l'eau en circulation à l'aide d'un tuyau en forme de tuyère ou d'une conduite perforée. Dans le premier cas, la vapeur d'eau est injectée dans l'eau au moyen d'un tuyau muni d'une ouverture d'injection spéciale, ce qui permet à la vapeur d'eau issue de ce tuyau de transmettre sa chaleur à l'eau et en même temps d'assurer la circulation de l'eau à contre courant du produit à réchauffer. Dans le deuxième cas, la transmission de chaleur s'effectue par injection de la vapeur d'eau à partir d'une conduite perforée qui est disposée sur le circuit d'eau. En meme temps, on prend des disoosi- tions pour que l'eau en circulation soit amenée en contact turbulent et intime avec la vapeur d'eau sortant des perforations.Dans cette méthode de rechauffage, il est nécessaire de prévoir une pompe pour assurer la circulation de l'eau. Bien que les systèmes qui viennent d'être exposés soient utilisés depuis longtemps dans la pratique, ils présentent encore de nombreux problèmes particuliers non résolus à ce jour, parmi lesquels on peut citer le fait que: - à la suite de l'injection directe de la vapeur d'eau dans l'eau, au delà de certaines zones critiques, il se produit un bruit irritant et même insupportable ; - le mode de dosage de la vapeur d'eau dépend beaucoup de la pression et de la température de cette vapeur - il est le plus souvent nécessaire de prévoir une pompe pour l'ex traction de l'eau condensée. Selon l'invention, le traitement thermique s'effectue par de la vapeur d'eau qui est injectée dans l'eau en circulation au moyen d'une conduite perforée qui est entourée d'un manchon doté de fines perforations et contenant un produit de remplissage formant labyrinthe. Les essais ont montre qu'au moment de son injection, la vapeur d'eau est distribuée tres régulièrement dans l'eau en circulation. En utilisant le procédé selon l'inventioneles inconvénients qui ont été mentionnés ci-dessus sont évités, tandis qu'un traitement thermique efficace est obtenu. L'invention convient particulièrement au traitement thermique du lait. Pour la réalisation du procédé selon l'invention, on utilise un dispositif qui se compose d'une conduite perforée qui est entourée d'un manchon cylindrique doté de fines perforations et qui contient un produit de remplissage formant labyrinthe et constitué généralement par de la laine ou des copeaux metallique. En utilisant le procédé selon l'invention, on obtient les avantages suivants - grâce à la répartition régulière de la vapeur d'eau à travers le remplissage formant labyrinthe, le dosage de la vapeur dans l'eau est considérablement amélioré par rapport aux autres systèmes. Ceci a notamment comme conséquence un silence de fonctionnement inhabi tuel du système, dans tous les domaines de puissance comme il est requis pour les procédées de traitement des industries alimentaires. - le système ne pose aucune exigence spécifique en ce qui concerne la pression de la vapeur injectée. Dans le cas ou l'on utilise de la vapeur surchauffée, il n'est pas nécessaire de prendre des disposi tions d'utilisation particulières. - l'eau de condensation peut être évacuée sous une forte contrepres sion sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une pompe. - l'eau de condensation est évacuée à la température la plus basse possible, ce qui permet de réduire-les pertes d'énergie. - on obtient un transfert de chaleur maximal. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexe ou la figure unique représente en coupe schématique le dispositif selon l'invention La figure représente simultanément : un échangeur de chaleur 1 de la partie de pasteurisation, une pompe de circulation d'eau 2, une conduite 3 d'alimentation en vapeur d'eau, une conduite d'évacuation 4 de l'eau condensée et des gaz éventuels et une conduite de circulation 5 sur laquelle est branché un réservoir 6. Ce réservoir 6 est constitué d'un récipient cylindrique rempli d'eau et relié directement à la conduite de circulation 5. La conduite d'amenée de vapeur d'eau 3 est branchee en 7 à la partie supérieure du réservoir 6. La conduite 3 d'amenée de vapeur est.partielle- ment entourée d'un manchon 8 dote de perforations 9, fermé à sa partie inférieure et entourant la conduite d'alimentation 3 à sa partie supérieure. La partie de la conduite 3 qui se trouve à l'intérieur du manchon cylindrique perforé 8 est, elle aussi, dotee de perforations 10. L'espace compris entre le manchon 8 et la partie perforée de la conduite 3 est rempli d'un produit formant labyrinthe 11 tel que de la laine ou des copeaux métallique, Lorsque de la vapeur d'eau est amenée dans la conduite 3 avec une surpression et une teniparature prédéterminées, cette vapeur se détend via les perforations 10 dans le remolissage en labyrinthe 11, ce qui permet a la vapeur d'eau de se répartir de façon très régulière via les perforations 9 dans le récipient 6 rempli d'eau. L'eau échauffée par la vapeur d'eau est mise en mouvement par une pompe de circulation 2 pour s 'écouler à contrecourant du produit à réchauffer tel que du lait. L'eau condensée est évacuée par la conduite 4 tandis que l'eau refroidie restante est amenee par la conduite 5 à nouveau dans le réservoir 6 pour être réchauffée au cours d'un nouveau cycle de chauffage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de realisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVE.!IDICATIONS 1.- Procédé pour soumettre des liquides à un traitement thermique, dans lequel le liquide s'écoule dans des plaques, des conduites ou équivalents, qui sont réchauffés à la température demandee à l'aide d'eau surchauffée par de la vapeur d'eau, caractérisé en ce que la vapeur d'eau est injectée dans l'eau en circulation via une conduite perforée (10) qui est entourée d'un manchon (8) doté de fines perforations (9) et contenant un produit de remplissage formant labyrinthe (11). 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moment de sa sortie du manchon (8) à labyrinthe (11), la vapeur d'eau est distribuée de façon très régulière dans l'eau en circulation. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procede selon l'une des revendications 1 ou 2, comportant un système de conduites, de plaques ou qui- valents, une pompe de circulation, une sortie d'eau condense ainsi qu'une entrée de vapeur d'eau-caractérisé en ce que l'entrée est constituée d'une conduite perforée (10) qui est entourée d'un manchon cylindrique (8) doté de fines perforations (9) et qui contient un produit de remplissage (11) formant labyrinthe. 4.- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le remplissage (11) formant labyrinthe est constitué de laine ou de copeaux metallique.