Brevet FR2588767A1 — publié le 19870424

L'invention a pour objet un procédé et un appareil de filtration destiné à la clarification de liquides tels que moûts, jus de fruits, alcools et notamment du vin et est caractérisée par le fait qu'elle comporte des particularités de montage et de fonctionnement permettant une conception simple et économique, une utilisation facile avec un rendement élevé en production et en qualité. Dans le domaine de la filtration, il est connu que dans la clarification de liquides, afin de retenir les impuretés aussi minimes soient-elles, on fait déposer sur les parois filtrantes de forme annulaires, recouvertes d'une toile spéciale à tissage convenablement serré en matière synthétique du type "NYLON" ou en acier inoxydable, appelée "reps", avant de procéder à la filtration proprement dite, une couche de matériau filtrant approprié, constitué en général d'une variété de silice pulvérulente formée de diatomées (Kieselguhr). Il est également connu que la formation de cette couche de matériau filtrant appelée gateau, se fait en circuit fermé : le bac est rempli de liquide mélangé à du Kieselguhr, celui-ci est aspiré par une pompe qui l'envoie dans la cuve, puis retourne ensuite dans le bac. D'autre part, il est connu que lorsque les supports filtrants sont horizontaux le gâteau ne se forme que sur la surface supérieure recouverte de "reps", tandis que la surface inférieure est étanche et dans le cas ou les supports filtrants sont verticaux, les deux faces sont recouvertes de "reps", le "gateau" se formant alors de part et d'autre du support filtrant. Ensuite, au cours de la filtration proprement dite, on continue à ajouter un pourcentage déterminé de Kieselguhr au liquide afin d'éviter la formation d'une couche d'impureté sur le "gateau" préliminaire qui provoquerait un colmatage rapide de celui-ci et donc l'arrêt de la filtration. L'appareil selon l'invention permet, lors de la filtration proprement dite, d'assurer un alluvionnage automatique, sans pompe doseuse annexe, réglable, qui ne modifie pas la pression du liquide dans la cuve au moment du nourrissage du "gâteau" grâce à un système de circuit parallèle qui consiste à faire détourner une faible partie du débit du liquide à la partie d'alimentation en liquide sous pression de la cuve pour le diriger à la base d'un bac de mise en suspension de la matière filtrante pulvérulente et réinjecter la suspension dans le débit de liquide en amont de la cuve. L'invention permet d'autre part d'obtenir un brassage correct du liquide à filtrer avec le Kieselguhr au cours du fonctionnement en circuit fermé et au cours de l'alluvionnage automatique, lors de la filtration proprement dite, grace à une configuration appropriée du bac et du retour du liquide dans un conduit comportant des ouvertures spéciales, dit rampe de mise en suspension. En matière de filtration, les appareils présentés dans le commerce, sachant qu'il existe deux manières de placer les supports filtrants sur lesquels viennent se former les "gâteaux",horizontalement ou verticalement, ne proposent que l'une ou l'autre alternative, tandis que l'appareil selon l'invention prévoit une cuve pivotante alimentée par ses axes de rotation qui offre les deux possibilités. La figure 1 représente un schéma de principe de fontionnement de l'appareil en circuit fermé. Les flèches représentent le sens de passage du liquide. La figure 2 représente un schéma de principe de fonctionnement de l'appareil en circuit ouvert, c'est-à-dire correspondant au fonctionnement de l'appareil en filtration proprement dite. Les flèches indiquent le sens de passage du liquide. La figure 3 représente une vue en perspective du bac (17) Les flèches indiquent le sens de passage du liquide. La figure 4 représente une coupe verticale de face du modèle de cuve cylindrique (1) placée en position verticale, qui a été retenu pour appliquer l'invention. Les flèches indiquent le sens de passage du liquide. La figure 5 représente une demi -coupe à échelle agrandie d'un élément filtrant (4) utilisable à la verticale, à la partie inférieure duquel est rapporté un disque d'obturation (21) pour l'utilisation de celui-ci en position horizontale. Les flèches indiquent le sens de passage du liquide. L'appareil de filtration est composé d'un bac (17) de forme hémicylindrique comportant selon sa génératrice basse une rampe de mise en suspension (16) qui contient des ouvertures en forme de fentes (19) pratiquées transversalement dans la partie basse du tuyau, à différents endroits, sur toute la longueur du bac et qui prolonge l'arrivée de la tuyauterie principale (18); d'une pompe (13) de circulation et d'une cuve (1) montée à rotation autour d'un axe parallèle à ses surfaces filtrantes (4), l'alimentation et le retour du liquide s'effectuant par les tourillons (23) et (24) matérialisant ledit axe. Lesdits tourillons sont maintenus par collier à serrage axial (25) rapprochant les éléments (23) et (6) d'une part, (24) et (7) d'autre part, entre lesquels est interposé un joint (non représenté sur la figure 4). A l'intérieur de cette cuve (1) est placé à l'arrivée de la conduite d'alimentation (24) un diffuseur de liquide (22) qui réparti le liquide dans l'enceinte de la cuve tandis que les éléments filtrants (4) de forme annulaire creux et nervurés, recouverts-d'un "reps" (26) sont assemblés en leur centre sur un axe creux perforés (5) et disposés sur celui-ci de façon espacée à l'aide de bagues (20).Lorsque la cuve (l) est placée à l'horizontale, les éléments filtrants (4) assemblés en leur centre se trouvent alors placés verticalement et le gâteau filtrant se forme alors sur les deux faces, lorsque la cuve (1) est placée en position verticale (voir figure 4 et 5), il est prévu de placer sous les éléments filtrants (4) recouverts d'un "reps" (26) un disque d'obturation (21) celui-ci est maintenu par serrage au niveau du trou central grâce à un qui rebord (29)/vivent se loger dans une gorge circulaire (30) de la bague d'écartement (20) tandis que le rebord extérieur (28) orienté en sens inverse du rebord (29) sert à encastrer l'élément filtrant correctement afin que le kieselguhr ne se loge entre celui-ci et le disque.Selon une variante, il est prévu la possibilité de changer la série des éléments filtrants à double face par un autre jeux de supports appropriés ne comportant un "reps" que sur une seule face. L'ensemble de ces éléments est raccordé par un système de tuyauterie composé d'une part d'un circuit d'alimentation (12,31,7,) reliant le bac (17) à la pompe (13) qui alimente la cuve (1), l'arrivée du conduit (12) à la pompe (13) étant précédé d'une vanne trois voies (8) qui permet d'alimenter la cuve (1) soit à partir du bac (17), soit à partir de liquide provenant de l'extérieur de l'appareil (9), d'autre part d'un circuit de retour (6,18), lequel relie l'axe collecteur central (5) de la ~cuve (1) au bac (17) par la rampe de mise en suspension, l'arrivée du conduit au bac étant précédée d'une vanne trois voies (10) qui permet d'assurer le retour du liquide soit dans le bac, soit vers l'extérieur de l'appareil par le conduit (11). D'autre part, un circuit parallèle assure l'alluvionnage automatique par un écoulement de liquide à débit contré ~ celui-ci est composé de deux conduits (3) et 5) obturables respectivement par les robinets (2) et (14), reliant pour la conduite (3) la cuve (1) ou la conduite (7) d'entré de la cuve à la partie initiale de la rampe de mise en suspension (16) et pour la conduite (15) le bac (17) à la canalisation (9) se situant en amont de la vanne trois voies (8) ou en aval de celle-ci sur la conduite (31) ou directement sur la pompe (13). Le fonctionnement de l'appareil en circuit fermé selon la figure 1 est le suivant : Le bac (17) est rempli de liquide à filtrer mélangé à du Kieselguhr. Celui-ci est pompé par le tuyau (12) en passant par la vanne trois voies (8), mettant en relation le bac (17) et le conduit (31), grace à la pompe (13). ladite pompe (13) refoule le liquide aspiré chargé de Kieselguhr dans la cuve (1) . qui va former alors les couches filtrantes ou "gâteaux" sur les éléments filtrants (4) disposés dans ladite cuve, en y déposant contre ceux-ci le Kieselguhr contenu dans le liquide. Ensuite, le liquide est collecté dans les éléments filtrants creux et nervurés puis par le conduit central (5) et retourne dans le bac (17) en passant par la vanne trois voies (10) mettant en relation la cuve (1) et le bac (17), aux auxcanalisations (6) et (18). Le retour du liquide dans le bac (17) se fait par la rampe de mise en suspension (16), grâce à laquelle le liquide est remué et le Kieselguhr mis en suspension. Le fonctionnement de l appareil en circuit ouvert, z'est-à-dire en filtration proprement dite, selon la figure 2 est le suivant : Le liquide à filtrer. au lieu d'être aspiré dans le bac (17) par la pompe (13), arrive de l'extbrieur par la conduite (9), grâce à la vanne trois voies (8) reliant alors le conduit (9) au conduit (31). Celui-ci est refoulé par la pompe (13) dans la cuve (1) et est filtré par le bateau" (0) formé sur les éléments filtrants (4) disposés dans la cuve (1), puis est collecté par le conduit central (5), passe dans la conduite de retour (6) et sort par celle d'évacuation (11), grâce à la vanne trois voies (10) mettant alors en relation la sortie (6) de la cuve et la conduite (11) d'évacuation vers l'extérieur. Pendant la filtration l'alluvionnage automatique est assuré par les conduits (3) et (15): on ouvre le petit robinet (2) prévu sur le conduit (3), une partie contrôlée de liquide à filtrer sous pression se dirige alors par ce conduit vers le bac (17) par la rampe de mise en suspension (16) qui brasse le liquide et le Kieselguhr préalablement déposé. Ensuite, on ouvre le petit robinet (14) prévu sur le conduit (15) avant l'arrivée de celui-ci à la pompe (13). Du liquide mélangé à du Kieselguhr se trouve alors aspiré grâce au conduit (15) et va ainsi nourrir les "gateaux" (0) formés sur les éléments filtrants (4) disposés dans la cuve (1). Le débit peut être contrôlé soit par l'intermédiaire de la section reduite des conduits, soit par une vanne à ouverture réglable. Lors du fonctionnement de l'appareil, le brassage hydraulique est obtenu par le liquide sous p#ression provenant soit du circuit de retour du liquide clarifié de la cuve (1) par la conduite (18) lors du fonctionnement en circuit fermé soit du conduit parallèle (3) lors de l'alluvionnage automatique pendant le fonctionnement en circuit ouvert. qui sort par les ouvertures, en forme de fente, demie-circulaires situées dans la partie basse de la rampe de mise en suspension (16), sous forme de filets liquides qui lavent les parois arrondies du bac, et qui brasse le liquide et ainsi assure une mise en suspension et un mélange correct du liquide et du Kieselguhr. La cuve (1) est montée à rotation (voir figure 4) autour d'un axe parallèle à ses surfaces filtrantes (4), l'alimentation et le retour du liquide s'effectuant par les tourillons (23) et (24) matérialisant ledit axe. Le liquide à filtrer arrive par le conduit (7), avance dans le conduit (24) avant de se disperser dans la cuve (1) par un diffuseur (22), celui-ci est filtré en passant à travers les éléments filtrants. avant d'être collecté par le conduit central perforé (5) et sort par le conduit de sortie (7) opposé au conduit d'entrée (6). Lorsque la cuve est placée verticalement (voir figure 5), le liquide traverse le gâteau" (0) formé uniquement sur la partie supérieure passe dans l'épaisseur de l'élément filtrant (4) creux et nervuré pour rejoindre le conduit central collecteur perforé (5). L'invention a été décrite en rapport avec un modèle de réalisation préférée, il est clair que des modifications concernant des détails de construction et de montage peuvent intervenir sans cependant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé d-'alluvionnage automatique concernant un appareil de filtration à diatomées destiné à la clarification de liquides tels que moûts, jus de fruits, alcools et notamment du vin, destiné à nourrir les " filtrants formés sur des supports filtrants disposés dans une cuve, caractérisé en ce que l'on détourne une faible partie du débit du liquide à la partie d'alimentation en liquide sous pression de la cuve pour le diriger à la base d'un bac de mise en suspension de la matière filtrante pulvérulente et réinjecter la suspension dans le débit de liquide en amont de la cuve. 2) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 composé d'un bac (17) recevant le liquide à filtrer et l'adjuvant de filtration, d'une pompe (13) de circulation et d'une cuve (1) contenant une série d'éléments filtrants (4), l'ensemble de ces trois éléments étant raccordé par un système de tuyauterie composé d'un circuit d'alimentation (12,31,7) reliant le bac (17) à la pompe (13) qui alimente la cuve (1) et d'un circuit de retour (6,18), lequel relie la cuve (1) au bac (17), caractérisé en ce qu'il comporte deux canalisations parallèles l'une (3) allant de la cuve (1) au bac (17) par lequel coule un débit contrôlé de liquide, l'autre (15) allant du bac de mise en suspension (17) à la canalisation d'alimentation (31) de la pompe (13). 3) Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que le conduit (3), relie en aval de la pompe (13) est raccordé à la conduite d'alimentation (7) de la cuve (1). 4) Appareil selon l'une des revendications 2 à 3 caractérisé en ce que le tuyau (15), relié en amont de la pompe (13) est raccordé en amont de la vanne trois voies (8), sur la conduite (9) ou en aval de cette vanne trois voies (8), entre celle-ci et la pompe (13) sur la conduite (31) ou directement sur cette pompe (13). 5) Appareil selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que le débit des conduits (3) et (15) assurant alluvionnage automatique est controlé soit par une section réduite desdits conduits soit par une vanne à ouverture reglable. 6) Appareil selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le bac (17) est de forme hémicylindrique, la canalisation (16) d'amenée du liquide sous pression étant disposée selon la génératrice basse du bac (17) l'introduction du liquide sous pression dans le bac (17) étant assurée par les fentes (19) pratiquée. transversalement dans la partie basse du tuyau (16) à différents# endroits, sur toute la longueur du bac. 7) Appareil selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que la cuve (1) est montée à rotation autour d'un axe parallèle à ses surfaces filtrantes (4), l'alimentation et le retour du liquide s'effectuant par les tourillons (23) et (24) matérialisant ledit axe. 8) Appareil selon l'une des revendications 2 à 7 caractérisé en ce que les parois filtrantes (4) recouvertes de "reps" sur les deux faces sont en contact en leur face inférieure avec un disque (21) rigide obturateur qui remonte sur leur périphérie. 9) Appareil selon l'une des revendications 2 à 7 caractérisé en ce qu'il est pourvu de deux séries d'éléments filtrants interchangeables, à savoir une série d'éléments ne comportant un "reps", ou se forme le "gâteau", que sur la surface supérieure qui est installée horizontalment dans la cuve verticale, d'une autre série comportant un "reps" sur les deux faces ou se forment les gâteaux, qui est installé verticalement dans la cuve horizontale.