Brevet FR2569354A1 — publié le 19860228

Installation de préparation de colles d'amidon. L'invention a pour objet une installation de pré- paration de colles d'amidon destinées à l'industrie notam- ment papetière et plus particulièrement à la fabrication du carton ondulé. Dans les installations de ce type qui existent déjà, par exemple dans l'industrie du carton ondulé, on prépare la colle, généralement par voie discontinue, en quantités finies successives, à l'intérieur d'une enceinte d'axe vertical, équipée: - de moyens d'agitation disposés à proximité de son fond, ainsi que - de moyens propres à amener en quantités détermi- nées tous les constituants nécessaires à la préparation de la colle et en particulier l'amidon. L'amidon est mis en oeuvre à sec sous forme de poudre commerciale, délivré par des moyens pneumatiques au niveau des moyens d'agitation, c'est-à-dire au sein de la colle en préparation. Par amidon, on entend, dans tout le texte, les amidons natifs de toutes provenances (blé, mais, mais ci- reux, maïs à haute teneur en amylose, pomme de terre, manioc et autres) ainsi que les amidons modifiés corres- pondants qui peuvent être obtenus notamment par modifica- tion physique ou chimique de l'amidon natif. Il est amené par une tuyauterie qui, depuis un ni- veau supérieur à l'enceinte, est coudée vers le bas plon- geant ainsi dans l'enceinte et se prolonge à l'intérieur de l'enceinte, suivant une direction sensiblement parallè- le à l'axe vertical de celle-ci jusqu'au niveau des moyens d'agitation. L'inconvénient des installations en question rési- de dans le fait qu'à une hauteur de la tuyauterie (paral- lèle à l'axe de l'enceinte) qui correspond au niveau final de la colle contenue dans cette dernière, il se produit au bout de quelques cycles de fabrication, un dépôt sur la paroi intérieure de la tuyauterie par suite de remontées de colle, dépôt qui se traduit par un rétrécissement inté- rieur de celle-ci; un tel rétrécissement de la section de la tuyauterie occasionne une perte de charge dans le cir- cuit d'alimentation en amidon pulvérulent et provoque un allongement croissant des temps d'introduction de l'amidon. Ce dépôt doit être enlevé dès qu'il devient un tant soit peu important et le bon fonctionnement de l'ins- tallation implique, par conséquent, de fréquents nettoya- ges qui peuvent être réalisés par ramonage mécanique et/ou lavage avec de l'eau sous pression. L'invention a pour but, surtout, de remédier à cet inconvénient et de fournir une installation du genre en question qui réponde mieux que celles qui existent déjà aux divers desiderata de la pratique et dans laquelle, no- tamment, se trouve supprimée ou du moins largement espacée la nécessité des nettoyages de la tuyauterie d'amenée de l'amidon pulvérulent. Or, la Société Demanderesse a le mérite d'avoir pu déterminer que ce but pouvait être atteint dès lors que la tuyauterie d'alimentation de l'enceinte en amidon, achemi- née par des moyens pneumatiques, traverse la paroi de l'enceinte depuis l'extérieur -et vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la partie inférieure de l'enceinte, voisin des moyens d'agitation disposés à l'in- térieur de celle-ci. Il s'ensuit que l'installation conforme à l'inven- tion pour la préparation, de préférence par voie disconti- nue, de colles d'amidon notamment pour la fabrication de carton ondulé et qui comprend essentiellement une enceinte d'axe sensiblement vertical équipée de moyens d'agitation agissant à un niveau inférieur de l'enceinte ainsi que de moyens d'alimentation de celle-ci en tous les constituants de la colle à fabriquer et notamment d'amidon mis en oeu- vre à l'état sec sous forme de poudre acheminée par des moyens pneumatiques, est caractérisée par le fait que les moyens d'alimentation de l'enceinte en amidon pulvérulent comportent une tuyauterie par laquelle arrive l'amidon et qui traverse la paroi de l'enceinte depuis l'extérieur vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la par- tie inférieure de l'enceinte et voisin des moyens d'agita- tion comportés par celle-ci. Selon un mode de réalisation avantageux de la sus- dite installation, la tuyauterie d'alimentation en amidon pulvérulent comporte une partie sensiblement parallèle à l'axe de l'enceinte et située à l'extérieur de celle-ci, cette partie s'étendant depuis un niveau situé au-dessus du niveau le plus élevé que la colle peut atteindre dans l'enceinte jusqu'à une partie terminale sensiblement hori- zontale, traversant la paroi de l'enceinte de l'extérieur vers l'intérieur et débouchant à un niveau voisin des mo- yens d'agitation, de préférence tangentiellement au cercle décrit par les extrémités de ceux-ci, ladite tuyauterie comportant, selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le plus près possible de l'enceinte mais à l'extérieur de cette dernière, des moyens d'ouverture et de fermeture du passage de l'amidon. L'invention vise encore d'autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit et des exemples, lesdits complément de description et exemples, qui. sont illustrés par le dessin dans lequel: - la figure 1 est une coupe schématique en éléva- tion d'une installation établie conformément à l'invention et - la figure 2, une vue schématique en plan, avec parties enlevées, selon II-II, figure 1, étant donnés en rapport avec des modes de réalisation avantageux de l'invention. Se proposant, par conséquent, d'établir, selon l'invention, une installation du genre en question, on s'y prend comme suit ou de façon analogue. On fait comprendre à ladite installation essen- tiellement une enceinte d'axe sensiblement vertical XY, et globalement désignée par 1. L'enceinte 1 comporte, comme connu, des moyens d'agitation, par exemple- une turbine 2, maintenus au voi- sinage du fond 3 de l'enceinte par un arbre 4, sensible- ment parallèle à l'axe XY et pouvant être entraîné en rotation par des moyens d'entraînement 5. Toujours comme connu, cette enceinte qui repose par des éléments 6 sur les pesons 7 d'une bascule non mon- trée, peut être alimentée: - en eau, par une canalisation 8, - en soude, par une canalisation 9, - en borax, par une canalisation 10 et - en résine --pour la fabrication des colles ré- sistantes-humides--, par une canalisation 11, les canalisations 8, 9, 10 et 11 étant reliées à des ré- servoirs non montrés des produits concernés. L'introduction de l'amidon se fait par une tuyau- terie globalement désignée en 12, disposée à l'extérieur de la cuve et sur laquelle sont montés des moyens pneuma- tiques non montrés, par exemple, un dispositif du type surpresseur, sous l'influence desquels l'amidon pulvéru- lent est acheminé vers l'enceinte. Conformément à l'invention, la tuyauterie 12 tra- verse la paroi de l'enceinte 1 et pénètre à l'intérieur de celle-ci à un niveau situé dans la partie inférieure de celle-ci et voisin du niveau auquel se trouve disposée la turbine 2, c'est-à-dire à proximité du fond 3. Avantageusement, l'extrémité 12a de la tuyauterie 12 débouche tangentiellement à la circonférence C décrite par la turbine, comme montré aux figures 1 et 2. La dernière partie de la tuyauterie 12, par la- quelle celle-ci pénètre à l'intérieur, est avantageusement constituée comme montré par un élément horizontal 12h et elle fait suite à une partie sensiblement verticale 12c qui elle-même est raccordée à un niveau supérieur à celui que peut atteindre la col!le à l'intérieur de l'enceinte (pour éviter toute remontée accidentelle de la colle jus- qu'au dispositif surpresseur), à une partie 12d qui relie l'ensemble au réservoir d'amidon non montré et qui compor- te les moyens de surpression non montrés. Conformément à l'invention, la canalisation 12 comporte des moyens d'ouverture et de fermeture du passage de l'amidon globalement montrés en 13 et qui sont disposés le plus près possible et, de préférence, à l'extérieur de l'enceinte 1; dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, ils sont disposés sur la partie 12b. Ces moyens d'ouverture et de fermeture 13 sont avantageusement constitués par une vanne d'isolement moto- risée, par exemple du type vanne à boisseau sphérique. Compte tenu du fait que l'enceinte qui repose sur les pesons 7 peut effectuer des mouvements verticaux (en raison de la charge) et horizontaux (en raison du trans- port pneumatique) d'amplitude limitée, on interpose avan- tageusement sur la partie 12c de la tuyauterie 12 un élé- ment élastique 14 constitué, par exemple, par un élément de tuyauterie établi en élastomère, autorisant ces mouve- ments. Pour l'éventualité d'un bouchage accidentel de la partie 12b de la tuyauterie 12 en aval de la vanne d'iso- lement 13, on prévoit au niveau du raccordement des par- ties 12b et 12c et dans le prolongexent de la partie 12b, un embout 15 comportant des moyens de fermeture 16 et autorisant, en position d'ouverture desdits moyens 16 et de la vanne 13, à procéder à un ramonage de la partie 12b. Les installations de ce type sont destinées à tra- vailler avec des charges comportant plusieurs centaines de kg d'amidon et plusieurs milliers de litres d'eau. La mesure de ces quantités d'amidon et d'eau se fait à l'aide de la bascule à laquelle sont reliés les pesons 7. La précision atteinte est facilement de l'ordre de 1%. La mesure des quantités de soude, de borax et éventuellement de résine introduites, quantités qui sont de l'ordre de quelques kg ou de quelques dizaines de kg, est réalisés de préférence à l'aide de dispositifs de dosage volumétrique. Le fonctionnement de l'installation, en ce qui concerne les moyens d'introduction dans l'enceinte de l'amidon pulvérulent, comporte la séquence d'opérations suivante: - mise en service du dispositif surpresseur main- tenant un débit constant et établissement dans la tuyau- terie 12 d'une pression comprise entre 100 et 600 g/cm2 et, de préférence, entre 200 et 300 g/cm2, limitée par des moyens du type clapet. taré comportés par le dispositif surpresseur; - ouverture, généralement après quelques secondes, de préférence 2 à 3 secondes, de la vanne d'isolement mo- torisée 13, l'air débouchant dans la cuve 1 et la pression s'établissant dans la tuyauterie 12 à une valeur qui est généralement dans la pratique de l'ordre de 100 à 300 g/cm2; la tuyauterie étant sous pression, il n'y a pas de remontée de liquide; - ouverture du distributeur d'amidon pulvérulent, débouchant dans la tuyauterie 12, en aval du dispositif surpresseur et introduction de l'amidon dans l'enceinte 1 sous une pression de l'ordre de 500 à 600 g/cm au niveau de la turbine 2; - arrêt du distributeur dès que la quantité dési- rée d'amidon a été introduite; - introduction dans l'enceinte 1, sous la pression de l'air, de l'amidon restant dans la tuyauterie 12; lorsque tout l'amidon a été chassé dans l'enceinte 1, la pression dans la tuyauterie 12 retombe à une valeur proche de celle qu'elle avait avant le début de la mise en route du distributeur d'amidon; - fermeture de la vanne d'isolement; - arrêt du dispositif surpresseur. Pour fixer les idées, on signale que les installa- tions du genre en question, établies conformément à l'in- vention, permettent la préparation des différents types usuels de colles pour l'industrie papetière (en particu- lier des colles du type Stein-Hall, des colles du type no- carrier et des colles résistantes-humides). A titre d'exemple, on indique ci-après la prépara- tion d'une colle du type Stein-Hall. Dans ce cas, le dispositif d'introduction d'amidon pulvérulent est actionné deux fois suivant la séquence in- diquée plus haut. En effet, la partie primaire et la partie secon- daire de la colle du type Stein-Hall sont préparées suc- cessivement dans l'enceinte 1. On procède comme suit: - introduction dans la cuve 1 de 1000 litres d'eau par la canalisation 8, - introduction, sous agitation réalisée par une turbine du type défloculeuse à une vitesse de 1500 tours/ minute, de 100 kg d'amidon de mais par la tuyauterie 12 suivant la séquence décrite plus haut, - chauffage du mélange eau-amidon jusqu'à une tem- pérature comprise entre 30 et 50 C par de la vapeur vive introduite in situ, - introduction par la tuyauterie 12 de 30 litres d'une solution de soude à 400 g/l, maintien de l'agitation pendant 10 à 15 minutes; il se produit une gélatinisation rapide de l'amidon se traduisant par une augmentation de la viscosité qui atteint une valeur de 200 à 500 cps à la fin des 10 à 15 minutes; - addition de 1500 litres d'eau, - introduction par la tuyauterie 12, de 550 kg d'amidon selon la séquence décrite plus haut, l'agitation étant maintenue constante,. - introduction, par la canalisation 10, de 8 kg de borax, l'agitation étant maintenue pendant 10 à 15 minu- tes, la colle étant alors prête à l'emploi et présentant une viscosité Stein-Hall de 50 à 70 secondes. De cette manière, par la mise en oeuvre de l'ins- tallation conforme à la présente invention, il a été pos- sible d'effectuer plus de 200 préparations de colles, en particulier du type Stein-Hall, sans voir apparaitre l'engorgement habituellement rencontré dans les installa- tions conformes à l'art antérieur qui nécessitent-un dé- colmatage après environ 30 à 50 préparations et parfois dès la 1Oème opération. Ceci étant et quel que soit le mode de réalisa- tion adopté, on dispose ainsi d'une installation du genre en question dont les caractéristiques résultent suffisam- ment de ce qui précèdepour qu'il soit inutile d'insister à ce sujet et qui présentent, par rapport à celles qui existent déjà, les avantages indiqués plus haut. De plus, les colles d'amidon préparées conformé- ment à la présente invention peuvent être utilisées dans toutes les industries o des colles à base d'amylacé sont habituellement employées. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Installation pour la préparation, de préfé- rence par voie discontinue, de colles d'amidon, notamment pour la fabrication de carton ondulé comprenant essentiel- lement une enceinte d'axe sensiblement vertical équipée de moyens d'agitation agissant à un niveau inférieur de l'en- ceinte ainsi que de moyens d'alimentation de celle-ci en tous les constituants de la colle à fabriquer et notamment d'amidon mis en oeuvre à l'état sec sous forme de poudre acheminée par des moyens pneumatiques, laquelle installa- tion est caractérisée par le fait que les moyens d'alimen- tation de l'enceinte en amidon pulvérulent comportent une tuyauterie par laquelle arrive l'amidon et qui traverse la paroi. de l'enceinte depuis l'extérieur vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la partie inférieure de l'enceinte et voisin des moyens d'agitation comportés par celle-ci. 2. Installation selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que la tuyauterie d'alimentation en amidon pulvérulent comporte une partie sensiblement paral- lèle à l'axe de l'enceinte et située à l'extérieur de celle-ci, cette partie s'étendant depuis un niveau situé au-dessus du niveau le plus élevé que la colle peut at- teindre dans l'enceinte jusqu'à une partie terminale sen- siblement horizontale, traversant la paroi de l'enceinte de l'extérieur vers l'intérieur et débouchant à un niveau voisin des moyens d'agitation, de préférence tangentielle- ment au cercle décrit par les extrémités de ceux-ci, la- dite tuyauterie comportant, le plus près possible de l'enceinte mais à l'extérieur de cette dernière, des mo- yens d'ouverture et de fermeture du passage de l'amidon.