Brevet FR2534009A1 — publié le 19840406

PROCEDE DE DESSICCATION D'UN MELANGE LIQUIDE OU PATER ET APPAREIL POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCèDE.. L'invention concerne un procédé de dessisccation d'un mélange liquide ou pâteux, principalement en vue de la réduction de ce mélange en poudre ou en granulés. L'invention concerne aussi un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. De nombreux processus industriels comportent une ou plusieurs étapes de dessiccation, que ce soit pour obtenir un produit fini sous forme de poudre ou de granulés, ou encore pour réduire certains déchets polluants. Dans tous les cas, les quantités d'eau à éliminer sont la cause d'une très grande consommation d'énergie. L'invention concerne un procédé de dessiccation applicable aussi bien à l'échelon industriel en raison de son excellent rendement énergétique9 qu'à l'échelon du laboratoire ou de la production en faible quantité (industrie pha#maceuti- que) en raison principalement du haut degré d'efficacité qu'il procure. Dans cet esprit, l'invention concerne donc un procédé de dessiccation de mélange fluide ou pâteux, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre simultanément ledit mélange à l'action de micro-ondes et à l'action d'une centrifugation. Au cours d'une mise en oeuvre optimale du processus défini cidessus, le mélange est fragmenté et réparti sensiblement régulièrement tout autour-#des moyens d'émission desdites micro-ondes, pour que celles ci puissent# agir sur le mélange avec une meilleure efficacité pendant le processus de centrigugation qui contribue lui-même à séparer les constituants les plus lourds du mélange. L'invention vise également tout appareil de dessiccation d'un mélange fluide ou pâteux, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve montée tournante autour d'un axe de symétrie et recevant ledit mélange, des moyens de mise en rotation de cette cuve et au moins un générateur de micro-ondes plongé dans ladite cuve. Selon un mode de réalisation avantageux, l'arbre de rotation de la cuve est creux, pour abriter et protéger efficaccement le ou les générateurs de micro-ondes. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celleci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre d'un appareil de dessiccation conforme au principe de l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, dans lequel - la fig. 1 est une vue schématique en élévation et en coupe partielle d'un appareil conforme à l'invention; et - la fig. 2 est une coupe II-II de la fig. 1. l'appareil décrit comporte principalement une cuve il montée tournante autour d'un axe de symétrie vertical matérialisé par un arbre creux 12, ainsi que trois générateurs de micro-ondes 13, 14 et 15 (couramment appelés "magnétrons") plongés dans la cuve 11 et plus particulièrement logés à l'intérieur de l'arbre creux 12. Ce dernier est maintenu en position verticale au moyen de paliers 16a et 16b d'un bâti 16. La cuve est, dans l'exemple représenté, essentiellement constituée de deux portions coniques 17 et 18, coaxiales, assemblées par leurs plus grandes bases respectives. La portion conique inférieure 17 est très évasée, de fanon à former un réceptacle pour le mélange à traiter. Celui-ci est introduit par un conduit inférieur 19 débouchant dans la portion conique 17 par un espace annulaire 20 ménagé autour de l'arbre 12. Cet espace annulaire est défini par une virole inférieure fixe 21, dans laquelle débouche le conduit 19 et une virole supérieure 22 solidaire de la cuve et percée d'orifices latéraux, dont le diamètre interne est ajusté au diamètre externe de la virole fixe. Une paroi radiale 23 est soudée intérieurement à l'arbre 12 et intercalée extérieurement entre les deux brides d'assemblage 17a et 18a des portions coniques 17 et 18. C'est par son intermédiaire que la cuve 11 est entraînée en rotation. De larges orifices 24 pratiqués dans cette paroi au voisinage de sa bordure externe permettent le passage du mélange dans la partie supérieure de l'appareil, sous l'effet de la force centrifuge.Un palier supérieur 25 situé à la partie supérieure de la cuve, défini avec le manchon 29, améliore la stabilité en rotation de la cuve autour de l'arbre 12. Un moyen b'entraînement formant vis d'Archimède 28 est agencé en regard de la paroi interne 27 de la cuve 11 et monté tournant autour du même axe de symétrie que celle-ci, c'est-à-dire autour de l'arbre 12, avec une vitesse de rotation différente. Pour ce faire, ledit moyen formant vis d'Archimède est lié à un manchon 29 engagé sur l'arbre 12, faisant saillie à la partie supérieure de la cuve, et sur lequel est fixée une poulie 30 entraînée par une courroie 31. Par ailleurs, les moyens de mise en rotation de la cuve comprennent une autre poulie 32 fixée à l'arbre 12 au-dessus du manchon 29 et entraînée par une autre courroie 33. Les courroies 31 et 33, parallèles, sont couplées à un même moteur, non représenté.La différence de vitesse de rotation entre la cuve et le moyen d'entraînement formant vis d'Archimède peut être fixée par construction en prévoyant une légère différence de diamètre entre les poulies 30 et 32. Ce moyen d'entraînement formant vis d'brchimède a la forme générale d'une cage dont les montants longitudinaux 35 sont assemblés à des ailettes 36 faisant saillie dans la direction de la paroi interne 27 de la cuve et définissant un chemin en hélice susceptible d'entraîner lentement vers le haut de l'appareil les parties les plus denses du mélange#, en cours de traitement. Des traverses supérieures 37a relient rigidement les montants 35 au manchon 29 et des traverses inférieures 37b relient rigidement ces mêmes montants à un palier inférieur 37c monté tournant sur arbre 12.Un moyen d'eva- cuation du produit sec est agencé à la partie supérieure de la cuve. Il comporte un réceptacle annulaire 38 entourant la partie supérieure de la cuve 11 et un conduit d'évacuation 39 prolongeant ledit réceptacle. La cuve comporte quant à elle plusieurs ouvertures latérales 40, situées au voisinage de la partie supérieure du moyen d'entraînement formant vis diArchimède 28 et débouchant dans le réceptacle 38. Ce moyen d'entraînement 28 coopère avec une paroi 27 conique, il a donc bien entendu une allure générale analogue.Autrement dit, les montants 35 sont disposés à intervalles réguliers sur une enveloppe fictive tronconique coaxiale à l'arbre creux 12. Ce dernier est partagé en deux parties; la partie inférieure 42 renferme les générateurs de micro-ondes alignés axialement dans cet espace dudit arbre et la partie supérieure 43 (isolée de la partie 42 par une portion pleine 44) se prolonge à l'extérieur de la cuve, au-dessus du bâti 16 et comporte des ouvertures latérales internes 45 débouchant dans la cuve de façon à constituer un moyen d'évacuation des gaz et/ou vapeur produits au cours du traitement du mélange. La partie tubulaire 43 débouche donc axialement dans une gaine d'évacuation 46 munie d'un dispositif aspirateur 47. Les générateurs 13, 14 et 15 sont alimentés électriquement par des fils 48 pénétrant par l'extrémité axiale inférieure de l'arbre 12. Des ouvertures 49 sont pratiquées latéralement dans l'arbre 12 en regard de chaque générateur et ces ouvertures sont prolongées radialement par des guides creux 50 ouverts en regard de la paroi interne 27 et des moyens d'entraînement formant vis d'Archimède 28 Le fonctionnement est le suivant e la cuve 11 est mise en rotation et les générateurs de micro-ondes sont électriquement alimentés tandis que le mélange à traiter est introduit progressivement dans le réceptacle formé par la partie conique 17 de la cuve. Sous l'effet de la force centrifuge, le mélange s'achemine progressivement vers la base du moyen d'entraînement 28.Sous l'effet de la vis d'Archimède, ce mé- lange progresse lentement vers le haut de la cuve en se répartissant en une couche relativement mince tout autour des générateurs de micro-ondes 13, 14 et 15. La chaleur entretenue par les générateurs agit donc avec un maximum d'efficacité sur un mélange qui se trouve constamment fraction- né au cours de sa progression, tout en restant maintenu en couche mince au voisinage de la paroi interne 27. La vapeur dégagée est aspirée par les orifices 45 et évacuée par la gaine 46 et le moyen aspirateur 47. Le produit desséché tombe dans le réceptacle 38 et est évacué par le conduit 39. L'appareil qui vient d'être décrit convient pour de nombreuses applications. Dans l'industrie alimentaire, en premier lieu, il peut servir dans les abattoirs pour la récupération du sang, en vue de l'éla- boration d'une poudre constituant une matière première particulièrement riche en protéines. Le même appareil peut être utilisé dans les laiteries, pour le traitement du sérum de laiterie (plus connu sous le nom de "petit lait"). Dans les stations d'épuration, le traitement des boues par l'appareil fournira une matière première pour la production d'engrais biologiques et/ou de biogaz. Le séchage et la réduction des déchets provenant du traitement industriel des betteraves peuvent être envisagés avec un appareil de ce type. Enfin, un appareil selon l'invention, de plus faible capacité, répondra à un grand nombre de besoins dans l'industrie pharmaceutique et les laboratoires. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation de l'appareil qui vient d'etre décrit, mais comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu, si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent REVENDICATIONS 1. Procédé de dessiccation d'un mélange fluide ou pâteux, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre simultanément ledit mélange à l'action de micro-ondes (13, 14, 15) et à l'action d'une centrifugation (11). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à fragmenter et répartir ledit mélange tout autour des moyens d'émission desdites micro-ondes. 3. Appareil de dessiccation d'un mélange fluide ou pâteux, caractérisé en ce qu'il comporte une cuve (11) montée tournante autour d'un axe de symétrie (12) et recevant ledit mélange, des moyens de mise en rotation (32, 33, 23) de cette cuve et au moins un générateur de micro-ondes (13, 14, 15) plongé dans ladite cuve. 4. Appareil de dessiccation selon la revendication 3,-- caracté- risé en ce que ladite cuve (11) est montée tournante autour d'un arbre creux (12) renfermant au moins un générateur de micro-ondes (13, 14, 15). 5. Appareil de dessiccation selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'entraînement formant vis d'Archimède (28) agencé le long de la paroi interne (27) de ladite cuve et monté tournant autour du même axe de symétrie précité, avec une vitesse de rotation différente, et un moyen d'évacuation de produit à sécher (38, 39) dont un réceptacle (38) communique avec une sortie (40) ménagée à la partie supérieure de ladite cuve. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen d'entraînement a la forme d'une cage munie d'ailettes (36) faisant saillie dans la direction de ladite paroi interne (27) et défi- nissant un chemin en hélice. 7 Appareil de dessiccation selon l'une des revenedications 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit moyen d'entraînement (28) est solidaire d'un manchon (29) monté en rotation autour dudit arbre (12), en ce que ce manchon fait saillie à l'extérieur de ladite cuve (11) et qu'une poulie (30) ou analogue est solidaire dudit manchon. 8. Appareil de dessiccation selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ledit arbre creux comporte deux parties, une partie inférieure (42) renfermant au moins un générateur de micro-ondes et une partie supérieure (43) se prolongeant à l'extérieur de la cuve et comportant des ouvertures latérales (45) débouchant à l'intérieur de celle-ci, pour former un moyen d'évacuation des gaz et/ou de la vapeur produits au cours du traitement dudit mélange. 9 Appareil de dessiccation selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que des ouvertures (49) sont pratiquées latéralement dans ledit arbre creux (12) en regard du ou de chaque générateur (13, 14, 15) et en ce que ces ouvertures sont prolongées radialement par des guides creux respectifs (50) ouverts en regard de ladite paroi interne (27). 10. Appareil selon l'une des revendications 5 à 9, caractéri- sé en ce que ladite cuve comporte deux portions coniques (17, 18) assemblées par leurs plus grandes bases respectives, le moyen d'entraînement précité étant essentiellement agencé en regard de la paroi interne de la portion conique supérieure, tandis que la portion conique inférieure constitue un réceptacle pour ledit mélange.