Brevet FR2649909A1 — publié le 19910125

La présente invention concerne les essoreuses centrifuges à panier cylindrique fonctionnant par cycles répétitifs au cours desquels le produit à essorer est chargé dans le panier, le chargement étant cqntr81é par un dispositif qui interrompt l'alimentation lorsque la couche du produit à essorer atteint une épaisseur prédéterminée, puis, après un premier essorage, le produit est lavé par un fluide projeté au moyen d'une rampe percée d'orifices ou munie de buses de pulvérisation et disposée à l'intérieur du panier et subit un essorage final et, enfin, le produit lavé et essoré est déchargé du panier et évacue. Une telle essoreuse est notamment utilisée dans l'industrie sucrière pour essorer les cristaux de sucre d'une masse cuite. Le cycle d'une telle essoreuse est défini par un certain nombre de paramètres: accélération, décélération, palier de vitesse, temporisation, etc. Actuellement, ces paramètres sont entrés, individuellement, dans l'automate de conduite de l'essoreuse, soit par le responsable de fabrication, soit par l'opérateur, et sont éventuellement ajustés empiriquement en fonction des résultats constatés de l'essorage. L'essoreuse fonctionnant avec une charge constante, sa cadence dépend du débit du produit à essorer. Dans les irnstallations actuelles, la durée du cycle des essoreuses est prédéterminée et constante, et on adapte la marche de l'installation au débit à traiter en jouant sur l'intervalle de temps séparant la fin d'un cycle du début d'un cycle suivant. Le but de la présente invention est d'optimiser l'essorage en utilisant au mieux le temps disponible pour chaque cycle. Conformément à la présente invention, on calcule, à la fin de chaque cycle, le temps disponible pour le cycle suivant, on fixe la durée de la phase d'essorage final du cycle suivant, en fonction du temps disponible pour ce cycle, de façon à réduire à une valeur minimale le temps d'attente entre deux cycles successifs, et on détermine la quantité de fluide de lavage à utiliser au cours du cycle suivant en fonction de la durée de la phase d'essorage final. On a constaté qu'il est possible de diminuer le volume de fluide de lavage utilisé à chaque cycle si on augmente le temps d'essorage. En allongeant au maximum, à chaque cycle,la phase d'essorage final, l'invention permet donc de réduire la consommation de fluide de lavage et, par conséquent, de faire des économies appréciables notamment lorsque le liquide recueilli pendant le lavage doit être traité par la suite pour récupérer les produits entrainés ou dissous, comme c'est le cas en sucrerie. Si l'alimentation en liquide de lavage se fait à débit constant, on déterminera, à la fin de chaque cycle, la durée de la phase de lavage du cycle suivant. En variante, la durée de la phase de lavage pourra être constante et on modifiera le rapport du débit du fluide de lavage à la charge du panier pour que le volume voulu de fluide de lavage soit utilisé pendant cette phase. Pour déterminer le volume de fluide de lavage, on utilisera une loi liant cette grandeur à la durée de la phase d'essorage final préétablie à partir d'essais. Cette loi pourra, par exemple, être une relation linéaire. Dans le procédé de l'invention, le temps disponible pour le cycle, et le volume du fluide de lavage à utiliser dans le cycle sont fonction de la charge du panier. Comme il est difficile de mesurer cette charge, on cherche à la maintenir- constante et égale à une valeur optimale prédéterminée. Pour cela, on utilise un palpeur placé à l'intérieur du panier et qui commande la fermeture de la vanne d'alimentation en produit à essorer lorsque l'épaisseur de la couche du produit dans le panier atteint une valeur de consigne prédéterminée. Pour différentes raisons, notamment parce que le produit à essorer ne se répartit pas uniformément sur toute la hauteur du panier pendant le chargement, l'épaisseur mesurée au moyen du palpeur continue d'augmenter pendant un certain temps après la fermeture de la vanne. L'épaisseur maximale atteinte est supérieure à la valeur de consigne et l'écart entre les deux est variable suivant les caractéristiques du produit. Pour une même valeur de consigne, on pourra donc avoir des charges de panier différentes d'un cycle à l'autre. Pour remédier à cet inconvénient, il est proposé, -4- conformément à une autre caractériique de l'invention, de déterminer, A la fin de chaque cycle, une nouvelle valeur de consigne d'épaisseur de couche pour la fermeture de la van-e d'alimentation en'fonction de I'écart entre la valeur mesuréS, et une valeur prédéterminée de l'épaisseur de couche maximale atteinte au cours du cycle qui vient de s'achever. On pourra, par e>:emple, ajouter à 1 'ancienne valeur de consigne la différence algébrique entre les valeurs mesurée et prédéterminée de l'épaisseur maximale. Pour déterminer la nouvelle valeur de consigne de I 'épaisseur de couche, on pourra aussi tenir compte de l'évolution, par rapport au cycle précédent de la pente d'une courbe représentative des variations de la charge du panier en fonction du temps. Cette courbe pourra, par exemple, tre établie à partir des informations fournies par un gammadensimètre dont le rayonnement traverse la couche duI produit chargé dans le panier. La description qui suit se réfère aux dessins qui l'accompagnent et sur lesquels: 2c - La figure i est le diagramme du cycle d'une essoreuse du type concerné par 1 'invention. Sur cette figure, on a également représenté la courbe des variations de le charge du panier de l'essoreuse pendant le cycle, et - La figure 2 est une représentation schématique, en coupe verticale, d'une essoreuse du type concerné. Sur le diagramme de la figure 1 on a porté en abscisses le temps en secondes et en ordonnées la vitesse en tours par. minute. Ce cycle comporte une phase d'accélération AB, une phase de chargement BC à vitesse constante VC, une phase d'accélération CE, une phase d'essorage final EF, à vitesse constante VE, une phase de décélératiorn FG et une phase de déchargement GH, à vitesse constante VD; avant l'essorage final, on effectue un lavage de la couche du produit chargé dans le panier qui débute en D. A la fin de chaque cycle, on détermine le temps disponible pour le cycle suivant au moyen de la formule 3600 x N x Ch TIC TCD - Q avec N: nombre d'essoreuses disponibles Ch: charge du panier imposée (en m3) Q: débit du produit à essorer ( en mS/h) TIC: marge de sécurité, de 2 à 350 secondes, que l'on ménage entre la fin d'un cycle et le début du cycle suivant. Q peut, par exemple, provenir du système de gestion de la production en amont de l'essorage ou d'un traitement numérique d'une mesure de niveau dans un réservoir ou un malaxeur alimentant les essoreuses. Si la valeur TCD calculée diffère, en plus ou'en moins, de la durée tH té du cycle précédent, on fi>:x.é pour le palier d'essorage EF du cycle suivant une durée TE = t - t plus ou moins longue, respectivement, de telle sorte que la durée totale du cycle soit égale à TCD. Corrélativement, on fixe une nouvelle valeur de volume de liquide de lavage à utiliser pendant le cycle suivant. En pratique, le débit d'alimentation des rampes de lavage 22 (figure 2) étant constant, - on fixera une nouvelle valeur de la durée du lavage TL. Par exemple, si TCD est supérieur de 10 secondes à- la durée du cycle qui vient de s'achever, on augmentera TE de 10 secondes et on diminuera TL de i seconde. Inversement, si TCD est inférieur à la durée du dernier cycle, on diminuera TE et on augmentera TL. La loi liant les variations de TE et celles de TL sera établie à partir d'essais de telle sorte que la qualité du produit essoré reste constante pour toutes les valeurs retenues. On pourra, par exemple, adopter une relation linéaire. Dans le cas o le volume de liquide de lavage est maintenu proportionnel à la charge du panier, on pourra agir sur le coefficient de proportionalité pour modifier ce volume. Les variations de TE et TL sont limitées à des valeurs maximales et minimales prédéterminées. Pour maintenir la charge du panier 10 à la valeur imposée, on utilise un palpeur de couche 12 placé à l'intérieur du panier. Dès que le chargement du panier a commencé, le palpeur est appliqué sur la couche de produit 14 pour mesurer son épaisseur en continu. Celle-ci augmente rapidement jusqu'à atteindre une valeur de consigne EPD - épaisseur de déclenchement -. A cet instant là, l'automate déclenche la fermeture de la vanne 16 placée sur la goulotte d'alimentation 18 de l'essoreuse. Après la fermeture de la vanne, l'épaisseur de la couche 14 continue d'augmenter, notamment du fait de la montée du produit depuis le fond du panier dans le cas d'une essoreuse a panier vertical telle que celle représentée.sur la figure 2. L'épaisseur maximale de la couche EPM est donc supérieure à a EPD, et 1 'écart entre les deux est variable en fonction des caractéristiques du produit à essorer, essentiellement de sa viscosité. Conformément à l'invention, on détermine, à la fin de chaque cycle, une nouvelle valeur de EPD en comparant la valeur maximale de la couche mesurée au moyen du palpeur 12 a la valeur théorique EPC correspondant a la charge du panier imposée Ch. On calcule l'écart E = EPC - EPM puis la nouvelle valeur de EPD EPD (prochain cycle) = EPD (actuel) + E Un perfectionnement consiste a tenir compte de l'évolution de la pente de la courbe de charge du panier. Cette courbe, qui est représentée en tirets sur la figure 1, est tracée à partir des informations d'un gammadensimètre 20 dont le rayonnement traverse la couche de produits 14. Cette pente est calculée au début du chargement et comparée à la pente de la courbe de charge du cycle précédent. Si l'évolution est positive - pente plus forte - et sil'écart E est aussi positif - chargement au cours du cycle précédent trop faible- orn ne modifie pas EPD-pour le cycle en cours -. De même, si l'évolution de la pente de la courbe de charge est négative - pente plus faible - et si l'écart E est aussi négatif - chargement trop important au cours du cycle précédent - on ne modifie pas EPD. Dans les autres cas, EPD est modifié comme indiqué plus haut. Tous les calculs sont effectués automatiquement par un calculateur qui reçoit les informations nécessaires de capteurs appropriés. Les valeurs de consigne calculées sont appliquées aux entrées d'un automate qui commande les différents organes de l'essoreuse: moteur-' d'entraînement du panier, vanne d'alimentation, palpeur, etc... -9- REVENDICATIONS 1. Procédé de conduite automatisée d'une essoreuse centrifuge à panier cylindrique dont le fonctionnement cyclique comporte les étapes suivantes: chargement du panier, accélération du panier avec: préessorage puis lavage du produit solide préessoré, maintien du panier à vitesse constante pour essorage final, décélération et déchargement du panier à faible vitesse, et dont la cadence est fonction du débit de produit à essorer, caractérisé en ce que, à la fin de chaque cycle, on fixe la durée de la phase d'essorage final en fonction du temps disponible pour le cycle suivant, de façon à réduire à une valeur minimale le temps d'attente entre deux cycles successifs, et on détermine la quantité de fluide de lavage à utiliser dans le cycle suivant en fonction de la durée de la phase d'essorage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de lavage est projeté à débit constant sur le produit chargé dans le panier et on fixe la durée du lavage pour que la quantité de fluide de lavage utilisé soit égale à la valeur déterminée. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée du lavage est constante et on règle le débit du fluide de lavage pour que la quantité de fluide de lavage utilisé soit égale à la valeur déterminée. - 10- 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la durée de la phase d'essorage final et la quantité de liquide de lavage à utiliser sont maintenues entre des valeurs limites supérieures et inférieures. 5. Procédé selon 1 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le temps disponible pour le cycle suivant est calculé à la fin de chaque cycle à partir du débit de produit à traiter et d'une valeur imposée de la charge du panier. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, à chaque cycle, on commaride la fermeture de la vanne d'al i mentation lorsque l'épaisseur de la couche du produit chargeé dans le panier atteint la valeur d'une première consigne (EPD) puis on mesure l'épaisseur maximale de la couche (EPM) et, à chaque fin de cycle, on compare 1 'épaisseur maximale mesurée à la valeur d'une seconde consigne (EPC) correspondant à la valeur imposée de la charge du panier, et on détermine une nouvelle valeur pour la première consigne en fonction de l'écart entre 1 'épaisseur maximale mesurée (EPM) et la valeur de la seconde consigne (EPC). 2c5 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la nouvelle valeur de la première consigne est déterminée en tenant compte de l'évolution, par rapport au cycle précédent; _ il - de la pente de la courbe donnant les variations de la charge du panier en fonction du temps.