Brevet FR2552213A1 — publié le 19850322

Cette invention concerne une méthode et un appareil pour la production de pastilles composées de neige carbonique et de liquide congelé, qui sont employées, par exemple, pour le jet abrasif de tôle ou similaires, ou bien pour la conservation de denrées périssables. Des méthodes diverses ont été proposées pour la production de pastilles de neige carbonique, utilisées pour le jet abrasif des objets divers ou pour la conservation des denrées périssables. Selon une méthode de l'anhydride carbonique gazeux est comprimé h bisse tempéeature en CO (LCO) liquéfié; ce LCO 2 est a une dilatation adiabatlque 2 2 soumis Tde telle façon que des solides sous forme de neige se forment sous l'action de la chaleur de vaporisation et de celle de sublimation (appelés neige carbonique poudreuse) Par la suite on ajoute une petite quantité de LCO 2 à la neige carbonique poudreuse 15 qui sera comprimée afin de produire des grandes mottes ou des blocs de neige carbonique Ensuite, les blocs de neige carbonique sont concassés par un broyeur, ou similaire, en pastilles de neige carbonique Une autre méthode consiste en un dispositif de pression employé pour mouler des blocs de neige carbonique pou20 dreuse Une autre méthode encore consiste à mettre de la neige carbonique poudreuse dans une extrudeuse rotative pour comprimer ou pour mouler de la neige carbonique poudreuse en pastilles. Toutefois, d'après la première méthode de broyage de blocs de neige carbonique par un broyeur, des particules finement 25 fractionnées tendent à se former, de telle façon, que le rendement n'atteint plus que 20 % et ceci amène une augmentation des frais. Du reste, avant de les broyer on ne peut pas stocker longtemps des blocs de neige carbonique En ce qui concerne le moule à pression de neige carbonique poudreuse, ou dans le cas d'utilisation 30 d'une extrudeuse rotative, les surfaces de pastilles de la neige eavbonique sont très ruguieuses, comme du givre et elles sont très miviles, de telle façon que les pastilles de neige carbonique moul,-es ou comprimles ne peuvent pas atteindre l'effet d'un jet abrasif efficace. Ainsi les pastilles de neige carbonique produites par dlff'Irentes méthodes out chacune leurs propres inconvénients et posent toutes le rmfe problème: les pastilles de neige carbonique se cmintîennent genralernent à -80 C environ, température à laquell_ elles peuvet être utilisées pour la conservation de den4 g O rëes périssables; mais dès que la température est supérieure à C elles fondent facilement et se subliment Ceci mis à part, la consommation de pastilles de neige carbonique augmente considérablement à des températures supérieures à -80 C. En considérant ce qui précède, le premier objectif de cette invention est de résoudre efficacement les problèmes rencontrés à travers les méthodes et les appareils classiques, utilisés uniquement pour la production des pastilles de neige carbonique Pour atteindre ce but et bien d'autres objectifs suivant cette invention, les surfaces de pastilles de neige carbonique sont 10 durcies et la consommation de pastilles de neige peut être réduite à un minimum, même quand la température est supérieure à -80 C environ Plus particulièrement, d'après cette invention, la neige carbonique poudreuse et un liquide congelé en forme de neige sont produits et mélangés ensemble; le mélange est comprimé ou extru15 dé pour produire des pastilles composées de neige carbonique et d'un liquide gelé Par conséquent, les surfaces des pastilles sont lisses; le liquide congelé mélangé avec la neige carbonique se trouvant sur les pastilles empêche la sublimation de la neige carbonique de telle façon, que les pastilles ou les particules de 20 neige carbonique se conservent longtemps. Les objectifs mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres, les résultats, les particularités et les avantages de cette invention deviendront plus évidents par la description suivante d'une réalisation préconisée, présentée en même temps que 25 les dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une vue schématique utilisée pour expliquer les principes fondamentaux de cette invention; la figure 2 représente une vue schématique d'un appareil pour la production de pastilles composées de neige car30 bonique et de liquide congelé correspondante à l'invention cidessus. Les principes fondamentaux de cette invention seront décrits en se rapportant à la figure I C 02 (LCO 2) liquéfié stocké pour le moment dans un réservoir de stockage 2, est déver35 sé par l'intermédiaire d'une pompe 3 dans un dispositif de production du mélange de neige 1, puis il est atomisé du haut du dispositif de production du mélange de neige 1 vers le bas De lteau (H 20), stockée dans un réservoir à eau 4, est déversée par l'intermédiaire d'une pompe à haute pression 5 dans le dispositif pour 40 la production du mélange de neige 1 puis est atomisée à un degré prédéterminé en un point situé au-dessous de celui o LCO 2 est atomisé, de telle façon, que les particules d'eau atomisée sont entourées par des particules d'acide carbonique atomisé Par conséquent, une partie de LCO 2 est soumise à une dilatation adiaba5 tique, de telle manière que le restant devient de la neige carbonique poudreuse, par suite de la chaleur produite par l'évaporation et celle provenant de la sublimation En même temps, l'eau absorbe la chaleur rejetée et, elle se congèle sur les surfaces de la neige carbonique poudreuse Ainsi est produit le mélange de neige 10 6 consistant en neige carbonique poudreuse et glace. La figure 2 montre une vue schématique d'un dispositif pour la production de pastilles ou de particules composées de neige carbonique et de glace, correspondant à l'invention ci-dessus. En-dessous du dispositif produisant le mélange de neige 1 prévu pour la production du mélange de neige 6 du type décrit ci-dessus, se trouve une pastilleuse 7 pour la production de pastilles de neige carbonique ayant une forme de craie (forme allongée) ou sous forme de particules Le dispositif mélangeur de neige 1 est relié au réservoir de stockage d'eau 4 par la pompe à haute pression 5 20 et un tuyau 8; il est relié au réservoir 2 d'acide carbonique liquéfié, par la pompe 3 et le tuyau 9 Un camion citerne 10 est employé pour transporter LCO 2 vers le réservoir de stockage 2. Ainsi, d'après cette invention, on stocke du LCO 2 à la place de la neige carbonique On ne sort le LCO 2 du réservoir de stockage 25 2 qu'au moment o l'on doit produire de la neige carbonique poudreuse. Comme on peut très bien le constater sur la figure 1, un bec vaporisateur d'acide carbonique liquéfié la et un bec vaporisateur d'eau lb, sont disposés à l'intérieur du dispositif mé30 langeur de neige 1 en relation coaxiale et dirigés vers le bas. L'eau est vaporisée dans le LCO 2 atomisé ou vaporisé Une partie du tuyau 8 qui est à l'intérieur du dispositif produisant le mélange de neige 1, est enveloppée avec un matériau isolant thermique 11 et est chauffée par un appareil de chauffage (non représen35 té) de telle façon, que l'eau se trouvant dans le tuyau 8 ne puisse pas geler. On peut utiliser, conformément à cette invention, différents types de pastilleuses 7 On peut, par exemple, façonner une variété des solides composés de pastilles de neige carbonique, 40 en utilisant un moule à pression Selon une variante, un mélange de neige est mis dans un espace défini entre un fût rotatif intérieur et un fût extérieur ayant de nombreux trous pour façonner les pastilles, de telle manière que le mélange de neige soit forcé de passer à travers ces trous pour la pastellisation. Pour la production de particules de neige carbonique et de glace, LCO 2, stocké dans le réservoir de stockage 2, est pompé par la pompe 3 dans le dispositif I produisant le mélange de neige, puis il est giclé par le bec la Simultanément, on augmente la pression de l'eau, stockée dans le réservoir à eau 4, avec la 10 pompe à haute pression 5 et on la remplit dans le dispositif 1 produisant le mélange de neige, en proportion prédéterminée en tenant compte du LCO 2 Ensuite l'eau est pulvérisée à travers le bec lb dans la buée de LCO 2 Il en résulte la production d'un mélange de neige poudreuse consistant en C 02 et H 20 Le mélange 15 de neige ainsi obtenu est mis dans la pastilleuse à compression, de telle façon, qu'on obtient des pastilles composées de neige carbonique et de glace. Des pastilles ainsi obtenues peuvent être utilisées pour le jet abrasif de tôle ou pour autre chose semblable ou comme 20 moyen de refroidissement pour la conservation de diverses denrées ou encore pour le transport à basse température de glaces, du lait etc Chaque pastille composée de neige carbonique et de glace, obtenue conformément à l'invention ci-dessus, a la forme d'une particule de neige carbonique couverte de glace; la température de la particule de neige carbonique étant de -80 C environ. Contrairement aux particules de neige carbonique, la surface de pastilles composées de neige carbonique et de glace est brillante et lisse Même si la température est supérieure à -80 C, les particules de neige carbonique sont couvertes de glace, à moins que la glace ne fonde de telle façon, que l'auto-consommation de particules de neige carbonique peut être réduite à un minimum. D'après cette invention, le rapport de quantité entre LCO 2 et l'eau peut varier suivant le besoin et dans n'impor35 te quelle proportion les particules de neige carbonique sont couvertes par la glace dure. Jusqu'ici on a expliqué que le mélange de neige carbonique est obtenu en mélangeant l'acideiliquéfié avec de l'eau et que le mélange de la neige est façonné par la pastilleuse à compression 40 ou extrusion 7 en forme de craie ou en particules de pastilles composées de neige carbonique et glace, mais il va de soi, que l'utilisation d'un liquide ne se limite pas à l'eau Il y a un avantage quand le liquide traité est utilisé: des impuretés ne sont pas mélangées avec le liquide. Comme il est décrit ci-dessus, cette invention emploie une nouvelle méthode pour mélanger de l'acide carbonique liquéfié avec un liquide, en vue de la production d'un mélange de neige; le mélange de neige est transformé en pastilles mixtes, consistant en neige carbonique et un liquide congelé Les surfaces 10 de pastilles mixtes, ainsi obtenues, sont couvertes avec un liquide gelé et elles sont donc brillantes et dures En comparaison avec la méthode de jet abrasif par laquelle on utilise uniquement de la neige carbonique, il en résulte que l'efficacité du jet abrasif peut être considérablement améliorée Par ailleurs, aussi longtemps que la glace continue de revêtir les surfaces de particules de neige carbonique, l'auto-consommation de neige carbonique peut être évitée, de telle manière que, conformément à l'invention ci-dessus les pastilles composées de neige carbonique et d'un liquide gelé peuvent être employées longtemps De plus C 02 liqué20 fié, ainsi qu'un liquide sont employés dans la production du mélange de neige, au point que dans ce mélange, la proportion entre la neige carbonique et le liquide gelé peut varier plus facilement, contrairement au cas o des divers solides sont mélangés pour obtenir un mélange de neige En outre C 02 utilisé pour la production 25 de pastilles mixtes, peut être stocké aussi longtemps que nécessaire, puisqu'il est stocké sous forme de liquide et non sous forme de neige carbonique. REVENDICATIONS. 1 Procédé pour la production de pastilles composées de neige carbonique et d'un liquide congelé, du type consistant à vaporiser le liquide dans de l'anhydride carbonique liquéfié en vue de la production d'un mélange de neige consistant en neige carbonique et du liquide congelé, et à comprimer le mélange en pastilles, caractérisé en ce que l'on soumet de l'anhydride carbonique liquéfié à une dilatation adiabatique, de telle façon, que des solides en forme de neige sont produits par la chaleur de vaporisation et celle de sublimation. 2 Appareil pour la production de pastilles composees de neige carbonique et de liquide congelé, caractérisé en ce qu'il comprend les moyens pour pulvériser de l'anhydride carbonique liquéfié, et pour pulvériser le liquide dans l'anhydride carbonique liquéfié, pulvérisé, un dispositif pour l'obtention d'un 15 mélange de neige, en vue de la production d'un mélange de neige consistant en neige carbonique poudreuse et du liquide gelé; et une pastilleuse à compression, liée au dispositif produisant le mélange de neige en vue de la production d'un mélange sous forme de pastilles composées de neige carbonique et de liquide 20 congelé du mélange de neige.