Brevet FR2591430A1 — publié le 19870619

L invention concerne la commande du séchage en tonction de la teneur en eau des produits ou des objets à dessécher, notamment les procédés de commande du séchage par atomisation de produits laitiers. L'invention peut être appliquée à la commande du traitement thermique des produits alimentaires et des matières organiques thermolabiles. On connalt un procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier ("Automatisation des processus de fabrication de conserves laitières par L. P. Brusilovsky, A. Ya. Vainberg, Moscou, Editions "Pischevaya promyshennost", 1975, p. 72 ê 74) consistant a réguler la température du caloporteur allant au séchage par variation du débit de l'agent de chauffe du caloporteur et à réguler la température du caloporteur sortant par variation du débit de produit laitier à traiter. Un signal de protection incendie est élaboré quand la température du caloporteur sortant dépasse la valeur maximale admissible, caractérisant l'éventualité d'inflammation spontanée du lait en poudre. Dans ce procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, l'exploitation de la température du caloporteur sortant, en tant que paramètre en fonction duquel est réalisée la commande, ne permet pas d'obtenir un lait en poudre de haute qualité, par suite de l'absence de contrôle de la teneur en produits de décomposition thermique, qui se dégagent en cas de grillage aux zones d'admission du caloporteur allant au séchage, ainsi que dans les dépôts de lait en poudre se formant sur les surfaces intérieures des appareils sécheurs. N'est pas non plus assuré le contrôle du risque d'incendie au stade initial d'évolution de l'inflammation spontanée du lait en poudre dans l'enceinte de l'appareil sécheur, ce qui ne permet pas de prévenir les cas d'incendie, ni d'intensifier le séchage par élévation de la température du caloporteur al lant au séchage. On s'est proposé de créer un procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, qui permettrait de prendre en compte les modifications physico-chimiques éventuelles dans le lait en poudre sous l'action de la chaleur, au cours de son séchage, et, de la sorte, d'élever la qualité du lait en poudre, d'inten- sifier le séchage, de prévenir les cas d'incendie lors du séchage intensifié. La solution consiste en ce que, dans le procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, suivant lequel la température du caloporteur allant au séchage est régulée par variation du débit de l'agent de chauffe du caloporteur, la température du caloporteur sortant est régulée par variation du débit de produit laitier à traiter, et un signal de protection incendie est éventuellement élaboré, d'après l'invention, il est prévu la détermination de la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre, la correction de la température du caloporteur allant au séchage, avec prise en compte de la température du caloporteur sortant quand sa teneur en produits de décomposition thermique se situe dans la marge prescrite, caractérisant le processus établi de séchage du produit laitier, et, quand la teneur en produits de décomposition thermique s'écarte de la valeur prescrite, la détermina- tion de la constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre, la température du caloporteur allant au séchage étant abaissée quand cette constante est plus petite qu'une valeur critique prédéterminée, correspondant ê un risque d'incendie latent, et le signal de protection incendie étant élaboré quand la constante de vitesse dépasse ladite valeur critique prédéterminée. Le procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, conforme à l'invention, permet, grâce à la détection immédiate des modifications physico-chimiques éventuelles dans le produit laitier au cours de son séchage, d'élever la qualité du lait en poudre. Dans ce procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, le centrale immédiat de la teneur du caloporteur sortant en produits de décom- position thermique du lait en poudre permet de maintenir la température du caloporteur allant au séchage ê des valeurs maximales et, de la sorte, d'intensifier le séchage. La détermination de la constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre permet de détecter le risque latent dñ- cendie dès son apparition au cours du séchage par atomisation des produits laitiers, au stade précédant 1 'in- flammation, et, de la sorte, de prévenir les cas d'incen- die lors de l'intensification du séchage. Le procédé considéré permet d'élever la quali té de tout produit laitier, indépendamment des régimes de séchage et de la conception de l'appareil sécheur, d'intensifier le séchage et de prévenir les cas d'incendie, ce qui se traduit par un accroissement de l1effica- cité du séchage, réduit les dommages dus aux incendies et crée de bonnes conditions de sécurité pour le personnel préposé. Le procédé se prête bien à l'autonatisa- tion , son application ne requiert pas de modifications de la conception des appareils sécheurs. Dans ce qui suit, l'invention est expliquez par un exemple concret de réalisation et par un dessin annexé, qui représente le schéma synoptique d'un dispositif pour la commande du séchage par pulvérisation d'un produit laitier. Suivant le procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, -suivant l'invention, il est prévu, de pair avec la régulation de la températu- re du caloporteur sortant, la détermination de la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre et sa comparaison à une valeur prédéterminée, fixée selon le taux de produits analogues dans l'air ambiant et caracérisant le régime de séchage établi. Ledit régime définit le déroulement du séchage aux régimes de températures généralement adoptés pour le caloporteur allant au séchage et pour le caloporteur sortant.Si la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre se situe dans la marge prescrite et la température du caloporteur sortant se situe dans la marge déterminant le régime de séchage, la température du caloporteur allant au séchage est augmentée par augmentation du débit d'agent de chauffe du caloporteur. Pour maintenir la température du caloporteur sortant aux valeurs déterminées par le régime de séchage, le débit de produit laitier à traiter est augmenté en conséquence. Le maintien des températures du caloporteur allant au séchage à des valeurs maximales assure, à condition que la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre se situe dans la marge prescrite, un déroulement intense du séchage et une haute qualité du lait en poudre.La correction de la température du caloporteur allant au séchage peut aussi s'effectuer dans le sens~d'abaissement. Si la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre dépasse la valeur prescrite, le système détermine la constante de vitesse de dégagement des produits de decomposition thermique du lait en poudre et la compare à une valeur critique prédé- terminée, correspondant à un risque latent d'incendie. Dans le cas où la constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre est plus petite que la valeur critique prédéterminée, la température du caloporteur allant au séchage est abaissé, jusqu'a ce que la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre devienne inférieure à la valeur prescrite. Si la constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre est plus grande que la valeur critique prédéterminée, le système élabore le signal de protection incendie. La constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre définit univoquement la température du lait en poudre à laquelle commence ledit dégagement.C'est pourquoi, après avoir déterminé la valeur critique de la constante de vitesse de dégagement des produits de dé- composition thermique du lait en poudre correspondant à la température de risque latent, par exemple 1800C, il est possiblc de détecter le risque latent d'incendie dès son apparition au cours du séchage, aux stades précédant l'inflammation, cest-à-dire d'assurer la sécurité incendie du processus. Ledit procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier peut être réalisé ê l'aide du dispositif représenté par le dessin adjoint. Le dispositif comprend un appareil sécheur 1, un calorifère 2, dans lequel a lieu l'échauffement de l'agent caloporteur allant au sécheur, à l'agent d'un agent de chauffe qui est, en l'occurrence de la vapeur, un capteur 3 de température du caloporteur allant au séchage et un capteur 4 de température du caloporteur sortant. Le dispositif comprend, en outre, un régulateur 5 de température du caloporteur allant au séchage, relié au capteur 3 de température, et un régulateur 6 de tem pérature du caloporteur sortant, relié au capteur 4 de température. Le dispositif comporte un sélecteur 7 de consigne, sur lequel s'affiche la température prescrite du caloporteur allant au séchage, relié au régulateur 5 de température, un analyseur 8 de gaz relié à un dispositif 9 de commande. Le régulateur 6 de température du caloporteur sortant est relié à un servomécanisme 10 de changement du débit de produit laitier à traiter. Le régulateur 5 de température du caloporteur allant au séchage est relié à un servomécanisme 11 de changement du débit de vapeur admise au calorifère 2. L'appareil sé cheur 1 comporte un atomiseur 12. Le dispositif comporte aussi un système 13 de protection incendie Le dispositif 9 de commande est relié au sélecteur 7 de consigne, au système 13 de protection incendie et au capteur 4 de température du caloporteur sortant.Sur le dessin adjoint, la flèche A indique le sens d'admission du caloporteur allant au séchage, la flèche B indique le sens d'admission de l'agent de chauffe du caloporteur, la flèche C indique le sens d'écoulement du caloporteur sortant, et la flèche D, le sens d'admission du produit laitier à traiter, en l'occurrence du lait préalablement concentré. Le procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier est réalisé comme suit. Le lait concentré à l'état atomisé est séché au sein du courant de caloporteur admis au séchage. La constance de la tem- pérature du caloporteur allant au séchage, en aval du calorifère 2, est assurée par le capteur 3 de température, le régulateur 5 de température et le servomécanisme 11 de changement du débit de vapeur. La température du caloporteur sortant est maintenue constante par le régulateur 6 de température, à l'aide du capteur 4 de température du caloporteur sortant. Si la température du caloporteur sortant s'écarte de la valeur prescrite, le régulateur 6 de température agit sur le servomécanisme 10, qui modifie le débit de lait concentré admis å l'atomiseur 12. La teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre est mesurée par ltana- lyseur 8 de gaz, et le résultat est transmis au dispositif 9 de commande, qui élabore le signal de commande du séchage. Si la teneur en produits de décomposition thermique du lait en poudre se situe dans la marge prescrite et la température du caloporteur sortant se situe dans la marge déterminée par le régime de séchage, le dispositif 9 de commande envoie au régulateur 5 de température, via le sélecteur 7 de consigne, un signal correcteur pour l'élévation de la température du caloporteur allant au séchage dans une large plage, par exemple d'une valeur se situant entre 15 et 80Q, par augmentation du debit de vapeur admis au calorifère 2.Si la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre dépasse la valeur prescrite, le dispositif 9 de commande détermine la constante de vites se de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre par l'équation analogue à la relation cinétique de la réaction de premier ordre 2.303 a+h k - in z a k étant la constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre, min'l ; le temps durant lequel la teneur en produits de décomposition thermique du lait en poudre a dépassé de h la valeur prescrite ; min a la teneur en produits de décomposition thermique du lait en poudre se situant dans la marge prescrite, en unités de concentration du constituant dosé des produits de décomposition thermique du lait en poudre ; h le dépassement de la teneur en produits de décomposition thermique du lait en poudre durant le temps 1 , en mêmes unités de concentration du constituant dose des produits de décomposition thermique du lait en poudre. Si la valeur calculée est inférieure à.la valeur critique prédéterminée, le dispositif 9 de commande envoie au régulateur 5 de température, via le sélecteur 7 de consigne, un signal d'abaissement de la température du caloporteur allant au séchage, par exemple d'une valeur se situant entre 10 et 15 0C. Dans le cas où, ceci étant réalisé, à l'issue d'un intervalle de temps déterminé, la teneur en produits de décomposition thermique ne s'abaisse pas jusqu'à la valeur prescrite, ou la constante calculée de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre devient plus grande que la valeur critique prédéterminée, le dispositif 9 de commande élabore le signal de protection incendie, qui est envoyé au système 13 de protection incendie De la sorte, le procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, réalisé par le dispositif décrit, permet d'intensifier le séchage, d'a améliorer la qualité du produit fini et, dans le même temps, de prévenir les cas d'incendie dans les appareils sécheurs. REVENDICATION Procédé de commande du séchage par atomisation d'un produit laitier, suivant lequel la température du caloporteur allant au séchage est régulée par variation du débit d'agent de chauffe du caloporteur, la température du caloporteur sortant est régulée par variation du débit de produit laitier à traiter, et un signal de protection incendie est éventuellement élaboré, caractérisé en ce qu'il est prévu la détermination de la teneur du caloporteur sortant en produits de décomposition thermique du lait en poudre, la correction de la température du caloporteur allant au séchage, avec prise en compte de la température du caloporteur sortant quand sa teneur en produits de décomposition thermique se situe dans la marge prescrite, caractérisant le processus établi de séchage du produit laitier, et, quand la teneur en produits de décomposition thermique s'écarte de la valeur prescrite, la détermination de la constante de vitesse de dégagement des produits de décomposition thermique du lait en poudre, la température du caloporteur allant au séchage étant abaissée quand cette constante est plus petite qu'une valeur critique prédéterminée, correspondant à un risque d'incendie latent, et le signal de protection incendie étant élaboré quand la constante de vitesse dépasse ladite valeur critique prédéterminée.