Brevet FR2530482A1 — publié le 19840127

L'invention a pour objet un procédé qui est utile pour extraire d'une matière analogue à une pulpe une phase liquide contenue dans cette matière Comme exemple, d'une matière à-laquelle ce procédé s'applique, on citera,-sans intention limitative, celui de la pulpe de betteraves qui contient une grande quantité d'eau et dont on veut extraire cette eau afin de parvenir à un degré de déshydratation suffisant pour qu'elle puisse sécher ensuite naturellement sans apport de calories ou grâce à un fluide à basse température. On connaît déjà des procédés et des moyens de déshydratation d'une matière humide réduite en particules ou en pulpe Quand il s'agit de pulpe de betteraves ou d'autres végétaux, on utilise couramment une presse à vis dans laquelle la pulpe est comprimée progressivement Sous la pression qui en résulte, l'eau est chassée hors de la pulpe En réalité, on constate qu'une presse à vis ne réussit pas à réduire le taux d'humidité de la pulpe à une valeur inférieure à % On observe un phénomène analogue avec d'autres appareils d'extraction à pression comme les filtres-presses -Or, quand il s'agit d'une matière d'origine organique comme la pulpe, une extraction à un taux résiduel de 75 % d'humidité oblige à exécuter ensuite un séchage par voie thermique jusqu'à un taux d'humidité réduit de l'ordre de 10 à 15 % d'eau pour que la pulpe se conserve sans risque de détérioration. L'invention a pour but principal d'apporter un procédé d'extraction d'une phase liquide contenue dans une matière analogue à une pulpe consommant relativement peu d'énergie et qui atteint en une seule opération, à partir d'une valeur initiale de 95 à 90 % de teneur en phase liquide, une valeur résiduelle de 50 % ou moins qui permet ensuite un séchage naturel à l'air ambiant ou un séchage à basse tem- pérature à l'aide d'air à faible chaleur. Le procédé de l'invention prévoit aussi, comme les procédés connus de filtration et d'extraction sous pression, la mise en état de compression de la matière soumise à extraction, mais il s'en distingue en ce que cette matière est divisée en couches multiples ayant chacune une épaisseur de 1 à 1,5 cm environ disposées entre des toiles à canaux d'évacuation de la phase liquide, l'ensemble des toiles et des couches multiples-de matière étant soumis à une pression supérieure à 1 bar - Des essais exécutés selon le procédé de l'inven- tion ont montré que le nombre des couches multiples a une influence certaine sur le résultat L'effet d'extraction se remarque à partir de 2 couches; il devient vraiment satisfai- sant à partir de 20 couches Il n'y a pas de limite supérieure au nombre de couches, sauf les difficultés pratiques d'exécu- tion. L'épaisseur des couches est également importante; une épaisseur de 1 à 1,25 cm est préférable mais des épais- seurs plus faibles ou plus fortes conviennent, bien que au-dessus de 1,5 cm l'effet d'extraction diminue rapidement et que la matière risque d'être chassée hors de la surface de pressage tandis qu'en dessous de 0,4 cm le débit de matière traitée devient trop faible pour une exploitation industrielle. La valeur de la pression influe sur le résultat; la valeur préférée est de 35 bars Des valeurs supérieures peuvent être choisies mais elles conduisent à utiliser des installations plus puissantes et plus coûteuses Des valeurs inférieures peuvent aussi être choisies, mais elles doivent être appliquées pendant une durée plus longue. En effet, le phénomène mis en jeu par l'invention fait intervenir le temps de sorte que l'accroissement de la pression ne procure pas une accélération du procédé aussi forte qu'on pourrait l'espérer. Par exemple, avec de la pulpe de betteraves ayant une humidité initiale de plus de 90 %, on opérant avec 50 couches d'une épaisseur comprise entre 0,8 et 1,2 cm chacune, contenues entre 51 toiles, une compression de l'ensemble à une pression de 35 bars a donné les résultats suivants. Après 4 mn de maintien de la pression, l'humidité résiduelle était de 50 %; après 2 heures de maintien de la pression, l'humidité résiduelle était de 10 %. Pour faire apprécier l'influence du nombre de couches, on peut préciser qu'il a été constaté qu'une seule couche de 1,25 cm pressée entre deux toiles à une pression de bars pendant 4 mn contenait encore 70 % d'humidité Cet essai montre que le procédé de l'invention procure un effet propre dès que le nombre de couches est supérieur à 1; en pratique cet effet devient appréciable à partir de 20 couches. la mise en oeuvre du procédé de l'invention est en relation avec l'absence ou la présence de gaz contenant de la chaleur à récupérer Si on dispose d'air encore chaud provenant d'une autre opération, on exerce la pression pendant une durée courte afin d'obtenir une humidité résiduelle comprise entre 50 % et 10 % en fonction de-la quan- tité de calories récupérables Quand on ne dispose pas d'air, on applique la pression pendant la durée qui conduit à une humidité résiduelle de 10 %, ne nécessitant plus aucun séchage. Il y a lieu de se rappeler que pour la pulpe de betteraves, son séchage entre une teneur en humidité de 50 % jusqu'à une teneur de 10 % ne nécessite plus qu'une énergie thermique qui est de 30 % de l'énergie nécessaire au séchage, de 75 % à 10 % d'humidité Entre 60 % et 10 % d'humidité, l'énergie nécessairen'est de 20 % de l'énergie nécessaire entre 75 % et 10 %. A partir de 60 % d'humidité, l'énergie thermique devient assez faible pour pouvoir être récupérée d'autres sources de calories à basse température (gaz de combustion, condensats, vapeurs à condenser etc). On emploie ici l'expression "toiles à canaux d'évacuation de la phase liquide" pour signifier qu'une feuille pleine à surface lisse ne convient pas Il faututiliser l'une de une toile qui présente dans sa structure ou au-moins sur/ses- faces principales une infinité de canaux qui se dirigent du centre vers la périphérie Par exemple une toile tissée en fils de polypropylène, ayant une épaisseur de 0,5 mm, convient bien Une telle toile se trouve dans le commerce. Pour-autant que le phénomène soit compris, le rôle de la pression n'est pas prépondérant Sous l'effet de la pression, la phase liquide est évacuée par les canaux de la toile qui existent en tous sens entre les fils quand il - s'agit d'une toile tissée Mais cette évacuation ne peut se faire que si chaque particule soumise à la pression n'est pas trop éloignée de la surface d'une toile Quand l'épaisseur de chaque couche devient trop forte, l'effet de drainage par la toile ne s'exerce plus dans toute l'épaisseur On se retrouve alors dans les -conditions classiques d'extraction par compres- sion o on consacre une énergie importante et coûteuse à élever de plus en plus la pression exercée sur des couches épaisses à travers lesquelles le liquide n'a pas de chemin d'évacuation. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre selon de nombreuses variantes qui sont illustrées sur le dessin annexé auquel on se reportera au cours de la description qui suit Sur ce dessin, la figure 1 est une représentation schématique de la mise en oeuvre du procédé entre deux plateaux de presse horizontaux, la figure 2 est une représentation schématique d'un mode de remplissage des intervalles entre des toiles suspendues, la figure 3 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de-couches multiples par enroulement d'une unique toile. Sur un plateau inférieur horizontal 1 (fig 1) d'une presse on dispose alternativement des toiles 2 et des couches 3 de la matière à traiter, selon le procédé de l'in- vention Quand on a réalisé ainsi 50 couches 3, on comprime l'ensemble entre le plateau inférieur 1 et le plateau supérieur 4 de la presse, comme indiqué par des-flèches Fi En variante, on peut préparer en dehors de la presse un matelas de couches 3 et de toiles 2 et placer l'ensemble entre les plateaux X et 4 pour le comprimer. On peut aussi suspendre (figure 2) entre deux plaques transversales extrêmes 5 dont une seule est repré- sentée sur la figure 2, de nombreuses toiles 2 qui sont réunies à leur extrémité inférieure par un moyen de fermeture 6; à partir d'une trémie 7 on fait descendre de la matière entre les toiles 2 comme indiqué par des flèches F 2 Lès toiles sont espacées de la distance voulue pour la création des couches 3 à l'épaisseur souhaitée On peut faire vibrer les toiles 2, par un moyen connu, pour parvenir à un meilleur remplissage. On peut encore répandre sur une unique toile 2 (figure 3) une couche de matière 3 en l'égalisant à l'épais- seur voulue et enrouler cette toile sur elle-même comme indiqué par une flèche F 3 On obtient ainsi une multitude de couches 3 contenues entre les spires concentriques de la toile 2 enroulée - Sur les figures les épaisseurs relatives n'ont pas été observées, pour la clarté du dessin. Quand les couches pressées sont horizontales et que la pression est exercée nécessairement en sens vertical, il est obligatoire que la face supérieure de chaque toile, c'est-à-dire la face qui supporte la pulpe, présente des canaux d'évacuation, sa face inférieure pouvant alors être lisse. Quand les couches pressées sont verticales, et que la pression est nécessairement horizontale, il est préférable que les deux faces de chaque toile présentent des canaux d'évacuation Il en est de même quand on presse selon des directions différentes une toile enroulée comme celle de la figure 3. REVENDICATIONS 1 Procédé pour l'extraction d'une phase liquide contenue dans une matière solide réduite en particules, selon lequel on comprime cette matière, caractérisé en ce qu'on divise préalablement ladite matière en deux couches au moins ayant chacune une épaisseur de 0,4 à 1,5 cm environ entre des toiles ayant sur une face au moins des canaux d'évacuation de la phase liquide, la pression à laquelle on soumet l'ensemble des couches et des toiles alternées étant de 1 bar au moins et de préférence de 20 bars au moins. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on divise la matière en 20 couches au moins et de préférence en 50 couches au moins. 3 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on utilise comme toile une toile tissée de 0,5 mm environ d'épaisseur- - 4 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on utilise une toile tissée en fils de polypropy- lène. 5 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on soumet l'ensemble à une pression de 35 bars. 6 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on réalise l'ensemble des couches et des toiles en déposant successivement des toiles et de la matière entre les plateaux horizontaux d'une presse. 7 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on réalise l'ensemble des couches et des toiles en tendant celles-ci verticalement entre deux plaques trans- versales extrêmes et on déverse de la matière entre les toiles. 8 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on réalise l'ensemble des couches et des toiles en déposant sur une toile étalée unecouchede matière ayant l'épaisseur voulue et en enroulant cette toile sur elle-même.