Brevet FR2544226A2 — publié le 19841019

FR 2544226 A2 19841019 FR 8306038 A 19830413 PROCEDE DE SEPARATION DES CONSTITUANTS D'UN MELANGE ET APPAREIL METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE. La présente addition concerne les procédés et appareils de séparation des constituants de mélanges hdté- rogènes relativement liquides, et en particulier des modi fictions avantageuses et des moyens complémentaires efficaces apportes à l'appareil durit dans la demande de Brevet Français No 82 06382 dépose le 14 Avril 1982 pour "Procédé de séparation des constituants d'un mélange et appareil mettant en oeuvre ce procédé". Dans la demande de brevet précitée est prévu un appareil de centrifugation à évidements radiaux associé à un émetteur d'ultra-sons dont le rendement est très satisfaisant lorsqu'il s'agit de traiter des quantités de mélange peu importantes. Toutefois, lorsqu'il est nécessaire de traiter de manière industrielle de tels mélanges, le débit de l'appareil se trouve limité du fait que pour accroître le débit il faudrait augmenter la section des évidements au détriment de l1efficacité de l'appareil. La présente addition a pour objet des perfectionnements apportés au Brevet Principal qui permettent d'augmenter notablement les performances de l'appareil tant en ce qui concerne le débit qu'en ce qui concerne la qualité du traitement, sans en augmenter l'encombrement sensiblement. A cet effet , la présente addition concerne un appareil du genre défini par la revendication 2 du Brevet Principal, caractérisé en ce que le moyen de centrifugation est constitue par un corps comportant au moins un conduit d'entrée du mélange à traiter,une plu- ralité de canaux de centnfugation verticalement espacés1mettant en communication une cuve incluant ledit corps avec une cavité centrale de récupération du liquide clarifie',une pluralité de canaux mettant en communicatlon les conduits d'entrée avec un point intermédiaire des canaux de centrifugation, ladite cavité centrale communiquant avec un conduit de sortie pour le fluide clarifié, l'émetteur d'ultra-sons étant disposé à l'intérieur de ladite cavité centrale L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation de l'appareil , donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel : - -la Figure 1 est une élévation latérale en coupe d'un appareil conforme à l'addition, - et la Figure 2 une vue en coupe transversale selon les lignes II-II de la Figure 1. En référence au dessin, l'appareil comprend une cuve sensiblement cylindrique 111 définie par un fond formant support 112a ,reposant sur le sol par des pieds appropriés, une paroi latérale cylindrique li2b et un couvercle plat 112c. A 11 intérieur de la cuve lll,axialement aligné avec celle-ci est disposé un moyen de centrifugation 117 à symétrie axiale, constitué par un corps muni d'ailettres tronconiques 1l7a . Une cavité intérieure cylindrique 124 s'étend coaxialement au moyen de centrifugation 117, et une pluralité de conduits radiaux horizontaux 117b s'étendent entre ladite cavité 124 et la cuve 111, disposés en étoiles à six branches régulières superposées les unes aux autres dans le corps 117 du moyen de centrifugation, les extrémités c8té cuve des conduits 117b débouchant aux extrémités radiales extérieures desdites ailettes. Autant d'ailettes sont prévues que d'étoiles à six conduits, et celles-ci sont au nombre de sept dans le présent exemple. Dans le corps 117 des moyens de centrifugation sont en outre prévus six conduits cylindriques 113a s1 étendant sensiblement sur toute sa longueur axiale, et répartis de façon régulière à la périphérie des bords en renfoneement des ailettes. Les conduits 113a communiquent par des canaux 113 c avec les canaux radiaux 117 b et répartissent le produit à traiter aux différents étages de l'appareil. Les six conduits verticaux 113a communiquent à leur extrémité inférieure avec un conduit central d'entrée 113b, qui lui-mtme communique avec un conduit 113 prévu pour l'introduction du mélange de fluide hé térogène à traiter. Le conduit 113 est relié à la sortie d'une pompe (non représentée). La cavité cylindrique intérieure 124 est reliée à son extrémité supérieure @ à un conduit de sortie coaxial 114, qui lui-mssme communique avec un conduit. 115 prévu pour la sortie du liquide clarifié. En outre , dans la paroi inférieure de la cuve 111 est pratiqué un orifice de sortie 116 du produit piteux Comme il est indiqué dans le Brevet Principal, l'orifice de sortie 116 peut avantageusement déboucher sur des moyens d'extraction à vis d'Archimède, et b moyens d'obturation manoeuvrables (non représentés). Les conduits inférieur 113b et supérieur 114 définissent respectivement des arbres de portée 120aS 120b du moyen de centrifugation 117, qui sont. montés en rotation dans des paliers à roulements coaxiaux as sociés, respectivement 12?, 121. Le moyen de centrifu- gation est entraîné en rotation de façon appropriée autour de son axe par une poulie 726 et une courroie 127, elle-mme entraînée par un moteur électrique 128 fixé à la partie du support inférieure de 11 ensemble 112a par une armature ou un cadre appropriez Enfin, dans la cavité 124 est logé un émetteur d'ultra-sons 118 en forme de barre. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : le lige de hétérogène à traiter est introduit sous une pression appropriée dans la cuvelll, au moyen de la pompe mentionnée ci-dessus. Pour un remplissage appro- prié de la cuve, le moyen de centrifugation à sept étages 117 est mis en rotation, et l'émetteur dsultra- sons 118 est alimenté.Sous l'action de la pression , le fluide monte par les conduits 113 3 et par les passages de comunication indiqués plus haut, il pénetre dans la cuve III où il est soumis à l'action combinée de la centrifugation et des ultra sons qui, rappelons-le permet d'obtenir une séparation de haute qualité avec une vitesse de rotation raisonnable. Sous l'effet de cette action combinée, le fluide clarifié pénètre dans la cavité 124 par les canaux 117b, et sa pression inhérente le fait monter jusqu'au conduit de sortie 114 d'où il passe dans le conduit 115. D'autre part, les prodiuts pâteux obtenus s'accumu lent dans la partie inférieure de la cuve 111, d'où ils sont extraits à la sortie 116. Par le contrôle du débit d'entrée et du débit des produits pâteux, grâce au moyens d'obturation mentionnés ci-dessus, on peut obtenir un débit contôlé de liquide par la sortie 114. La superposition de plusieurs unités de centrifugation comprenant chacune les canaux 119 d'une même étoile disposés comme indiqué sur la fig. S permet d'augmenter à volonté le débit de l'installation sana avoir à augmenter la session des canaux 117 b (ce qui nuirait à la qualité du résultat recherché) , tout en conservant les avantages inhérents à l'appareil du brevet principal, à savoir l'effet avantageux obtenu par la combinaison d'une action de centrifugation et d'un traitement par ultra-sons.Ce dennier permet en outre d1 obtenir la destruction de certains germes, résultat particulièrement utile dans certaines applications. L'appareil selon la présente addition peut 8trie dimensionné en fonction de l'application envisagée des débits souhaités , de la qualité de la séparation et/ou autres exigences. En particulier, on pourra prévoir autant de oeIts verticaux 113 a, autant de canaux 117b par étoile et autant d'unités de centrifugation individuelles superposées que nécessaire. A des fins d'uniformisation du débit rentrée dans la cuve 111 sur toute sa hauteur, on pourra également prévoir si nécessaire des conduits 113 a à section variable et à disposition non verticale. On sait que pour certains produits tels que le lait, le sang, les produits alimentaires de conserverie, les boissons ... dont le traitement consiste à éliminer l'eau de constitution et à récupérer et sécher la concentration obtenue, il est impossible sans dénaturer ces produits d'utiliser lors du traitement un additif quelconque , floculent ou autre . Leur concentration équivaut à un traitement d'ultra-filtration dont les débits sont toujours très limités en raison du colmatage rapide des pastilles filtrantes. La présente addition permet de remédier à cet inconvénient et d'obtenir industriellement la séparation des constituants de ces produits. A ceteffet, on peut adjoindre au moyen de centrifugation associé à l'émetteur d'ultra-sons des moyens magnétiques tels que des aimants permanents ou électroaimants ( 130 Fig.l et 2),disposés par exemple à la périphérie de la paroi longitudinale de la cuve, le champ magnétique engendré par ces aimants ayant pour effet de déterminer une tension interne du produit, de laquelle résulte, sous l'effet des ultrasons, la séparation des constituants. Dans le cas des liquides incluant des composants en solution, afin d'obtenir une séparation totale, on pourrait, dans les mêmes conditions, adjoindre à 11 appareil selon la présente addition des moyens géné- rateurs de micro-ondes (magnétrons) disposés à la périphérie de la cuve pour déterminer un échauffement du du liquide à traiter , de manière à déterminer, par suite de ltéeart de densité des constituants qu'il provoque, la séparation de ces derniers. La présente invention n'est pas limitée à la description ci-dessus et inclut également toute modification que pourra y apporter l'Homme de l'Art dans le cadre de ses connaissances usuelles, sans sortir de sa portée telle que définie par les revendications ci- apyres. C'est ainsi que le moyen de centrifugation peut être constitué par un corps formé d'une pièce ou par la superposition dlune pluralité d'unités de centrifugation individuelles. R E V E N D I A T I 0 N S 1. Appareil de séparation des constituants d'un mélange relativement liquide comprenant un moyen de centrifugation et un émetteur d'ultra-sons associé, selon l'une des revendications 2 à 4 du brevet principal, caractérisé en ce que le moyen de centrifugation consiste en un corps (117) dans lequel sont ménagés au moins un conduit d'entrée (113a) du liquide à traiter,une plural lité de canaux de centrifugation (117b) verticalement espacés, mettant en communication une cuve (111) incluant ledit corps avec une cavité centrale (124) de récupéra- tion du liquide clarifié, une pluralité de canaux (113c) mettant en communication les conduits d'entrée (113a) avec un point intermédiaire des canaux de centrifugation (117b ),ladite cavité centrale (124) communiquant avec un conduit de sortie (114) pour le fluide clarifié, l'émetteur d'ultra-sons étant disposé à l'intérieur de ladite cavité centrale (124). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (117) présente des ailettes, les canaux de centrifugation (117b) s'étendant entre les bords extérieurs desdites ailettes et la cavité centrale de récupération (124). 3. Appareil selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux de centrifugation (117b ) sont angulairement répartis autour de l'axe du moyen de centrifugation. 4. Appareil selon la revendication lS caractérisé en ce que le corps (117) constituant le moyen de centrifu- gation est formé d'une pièce. 5. Appareil selon la revendication 19 caractérisé en ce que le corps (117) constituant le moyen de centrifugation est formé par la superposition d'une pluralité d'unités de centrifugation individuelles. 6. appareil selon la revendication 1, caractésé en ce que des moyens magnétiques sont disposés à la péri- chérie de la paroi longitudinale cylindrique de la cuve, afin que le champ magnétique engendré détermine une tension interne du mélange à traiter, de laquelle résulte anus l'effet des ultra-sons la séparation des constituants dudit mélange. 7 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens générateurs de micro-ondes (magnétrons) sont disposés à la périphérie de la paroi longitudinale cylindrique de la cuve pour déterminer un échauffement des molécules du mélange liquide à traiter, duquel résulte, en raison de l'accroissement des différences de densité des constituants du mélange hétérogène liquide, la séparation requise de ces derniers.