Brevet FR2712206A1 — publié le 19950519

La présente invention concerne un dispositif additionnel au matériel de chauffage refroidissement sous vide, objet du brevet français n" 8917414, publication 2656547, dispositif permettant de gérer les liquides afin d'éviter la dilution par de l'eau exogène et afin d'assurer la préconcentration des matières traitées. Le dit matériel comprend une chambre de chauffe par vapeur condensante et une enceinte de vaporisation sous vide reliée à un condenseur. Le matériel principal objet d'un brevet n" 8917414, publication 2656547, permet de remplir toutes fonctions pour lesquelles il a été conçu. Cependant pour respecter des aspects réglementaires: interdiction d'introduire de l'eau exogène dans des jus de fruits ou des vendanges et améliorer le bilan énergétique lié à la concentration de jus de presse, il nous est apparu nécessaire de compléter l'appareillage pour disposer d'un ensemble performant permettant plusieurs applications. Le dispositif additionnel comporte les matériels suivants disposés selon la figure 1 - Un échangeur à surface E alimenté par divers liquides condensats et substrats et générant une vapeur d'eau d'origine biologique, - Un bac de collecte C de divers liquides condensats et substrats placé en amont de l'échangeur E, - Les pompes de transferts P I, P2, P3 ainsi définies: - Pompe P I évacuant le liquide pré-concentré en sortie de l'échangeur E, - Pompe P2 transférant le liquide du bac C vers l'échangeur E, - Pompe P3 extrayant les condensats sous-vide. - Un ensemble de tuyauteries de liaison et de vannes V I à V8 ainsi définies: - V 1, vanne de sectionnement du circuit condensats et exsudats provenant de la chambre de chauffage vers le bac C, - V2, vanne de sectionnement du circuit condensats et exsudats vers l'extérieur de l'atelier, - V3, vanne de sectionnement du circuit jus de presse en provenance de la presse vers l'extérieur de l'atelier, - V4, vanne de sectionnement du circuit jus de presse vers le bac de collecte C, - VS, vanne de sectionnement du circuit de jus pré-concentré établi entre l'échangeur E et la chambre de détente, - V6, vanne de sectionnement du circuit de jus pré-concentré établi entre l'échangeur E et l'extérieur de l'atelier, - V7, vanne de sectionnement du circuit condensats sous-vide entre le condenseur et la chambre de détente, - V8, vanne de sectionnement du circuit condensats sous-vide entre le condenseur et l'extérieur de l'atelier par l'intermédiaire de la pompe P3. Le dispositif permet d'éviter la chauffe de la chambre de chauffe par une vapeur exogène provenant directement d'une chaufferie. L'échangeur E fonctionne comme un générateur de vapeur biologique. L'échangeur E est alimenté par l'intermédiaire du bac C et de la pompe P2 par des condensats ou des exsudats ou du jus de presse. La vapeur émise se substitue entièrement à une vapeur d'eau exogène pour chauffer la matière dans la chambre de chauffe. L'échangeur E est un échangeur à surface fonctionnant avec un faible écart de température A T entre la vapeur de chaudière condensé et le liquide de l'ébullition générant la vapeur biologique A T Quand il est souhaité de restituer une matière traitée d'un poids identique à celui de la matière première, sans dilution par de l'eau exogène, ce qui est le cas d'un traitement d'une vendange dans le cadre de la réglementation actuelle, nous proposons de mettre en service les circuits définis ci-après: - Les condensats et exsudats sont transférés par l'intermédiaire du bac C, de la pompe P2, la vanne V1 étant ouverte et la vanne V2 fermée, vers l'échangeur E, - Le jus pré-concentré en sortie de l'échangeur E est transféré vers la chambre de détente par l'intermédiaire de la pompe P 1, la vanne VS étant ouverte et la vanne V6 fermée, - Les condensats sous-vide sont transférés du condenseur vers la chambre de détente, la vanne V7 étant ouverte et la vanne V8 fermée. une seconde hypothèse est d'effectuer une pré-concentration de la matière traitée. Ce mode de fonctionnement intéresserait beaucoup les viticulteurs qui aimeraient obtenir 0,5 à 1,2"GL supplémentaire en réduisant le volume de vendange de 12% ou moins. Bien que ce dispositif n'ait pas encore l'agrément de l'administration nous pouvons proposer les circuits définis ci-après qui permettent d'atteindre l'objectif: - Les condensats et exsudats sont transférés sur l'échangeur E par l'intermédiaire du bac C et de la pompe P2, la vanne VI étant ouverte et la vanne V2 fermée, - Le jus pré-concentré en sortie de l'échangeur E est transféré vers la chambre de détente par l'intermédiaire de la pompe P1, la vanne V5 étant ouverte et la vanne V6 fermée, - Les condensats sous-vide sont transférés du condenseur vers l'extérieur de l'atelier par l'intermédiaire de la pompe P3, la vanne V7 étant fermée et la vanne V8 ouverte. Une troisième hypothèse est d'effectuer une pré-concentration maximale d'un jus de pression de la matière traitée. cette technique s'applique particulièrement à une matière première fibreuse qui ne génère pas d'exsudats dans la chambre de chauffe, comme les ananas. Les circuits définis ci-après permettent une pré-concentration de 25% ou moins dujus de presse, le % étant établi par rapport à la matière première: - Les condensats émanant de la chambre de chauffe sont évacués de l'atelier, la vanne V1 étant fermée et la vanne V2 étant ouverte, - L'échangeur E produisant de la vapeur biologique est alimenté par du jus de presse produit par la presse et transitant par le bac C, la pompe P2, la vanne V3 étant fermée et la vanne V4 étant ouverte, - Le jus préconcentré en sortie de l'échangeur E est évacué vers l'extérieur de l'atelier par la pompe P1, la vanne VS étant fermée et la vanne V6 étant ouverte, - Les condensats sous-vide sont transférés du condenseur vers l'extérieur de l'atelier par l'intermédiaire de la pompe P3, la vanne V7 étant fermée et la vanne V8 étant ouverte. Le dispositif objet de cette demande de brevet constitue dans les hypothèses 2 et 3 une technique d'économie d'énergie intéressante. REVENDICATIONS 1 - Dispositif associé à une installation de chauffage-refroidissement sous-vide d'une matière solide, la dite installation comprenant une chambre de chauffe par vapeur condensante et une enceinte de vaporisation sous vide reliée à un condenseur, dispositif permettant de gérer les liquides afin d'éviter la dilution par de l'eau exogène et afin d'assurer la pré-concentration des matières traitées caractérisé en ce qu'il comporte les matériels suivants disposés selon la figure 1: - Un échangeur à surface E alimenté par divers liquides condensats et substrats et générant une vapeur d'eau d'origine biologique, - Un bac de collecte C de divers liquides condensats et substrats placé en amont de l'échangeur E, - Les pompes de transferts Pl, P2, P3 ainsi définies: - Pompe P I évacuant le liquide pré-concentré en sortie de l'échangeur E, - Pompe P2 transférant le liquide du bac C vers l'échangeur E, - Pompe P3 extrayant les condensats sous-vide. - Un ensemble de tuyauteries de liaison et de vannes V1 à V8 ainsi définies: - V I, vanne de sectionnement du circuit condensats et exsudats provenant de la chambre de chauffage vers le bac C, - V2, vanne de sectionnement du circuit condensats et exsudats vers l'extérieur de l'atelier, - V3, vanne de sectionnement du circuit jus de presse en provenance de la presse vers l'extérieur de l'atelier, - V4, vanne de sectionnement du circuit jus de presse vers le bac de collecte C, - V5, vanne de sectionnement du circuit de jus pré-concentré établi entre l'échangeur E et la chambre de détente, - V6, vanne de sectionnement du circuit de jus pré-concentré établi entre l'échangeur E et l'extérieur de l'atelier, - V7, vanne de sectionnement du circuit condensats sous-vide entre le condenseur et la chambre de détente, - V8, vanne de sectionnement du circuit condensats sous vide- entre le condenseur et l'extérieur de l'atelier par lintermédiaire de la pompe P3. 2 - Dispositif selon la revendication 1 permettant d'éviter la dilution par de la vapeur d'eau exogène, caractérisé par le fait que l'échangeur E fonctionne comme générateur de vapeur biologique. L'échangeur E est alimenté par l'intermédiaire du bac C et de la pompe P2 par des condensats ou des exsudats ou du jus de presse. La vapeur émise se substitue entièrement à une vapeur d'eau exogène pour chauffer la matière dans la chambre de chauffe. 3 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que l'échangeur E est un échangeur à surface fonctionnant avec un faible écart de température A T entre la vapeur de chaudière condensée et le liquide de l'ébullition générant la vapeur biologique A T 5"C, et avec un temps de séjour très court du liquide dans l'appareil t supérieure ou égale à 8m2 pour 100 kg d'eau vaporisée pour un appareil à flot tombant. 4 - Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, permettant de restituer une matière traitée d'un poids identique à la matière première, sans effet de dilution par la vapeur de chauffe caractérisé en ce que: - Les condensats et exsudats sont transférés par l'intermédiaire du bac C, de la pompe P2, la vanne V1 étant ouverte et la vanne V2 fermée, vers l'échangeur E, - Le jus pré-concentré en sortie de l'échangeur E est transféré vers la chambre de détente par l'intermédiaire de la pompe P1, la vanne V5 étant ouverte et la vanne V6 fermée, - Les condensats sous-vide sont transférés du condenseur vers la chambre de détente, la vanne V7 étant ouverte et la vanne V8 fermée. 5 - Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, permettant une pré-concentration de la matière traitée en sortie de la chambre de détente de 13% ou moins, caractérisé en ce que - Les condensats et exsudats sont transférés sur l'échangeur E par l'intermédiaire du bac C et de la pompe P2, la vanne V1 étant ouverte et la vanne V2 fermée, - Le jus pré-concentré en sortie de l'échangeur E est transféré vers la chambre de détente par l'intermédiaire de la pompe P1, la vanne V5 étant ouverte et la vanne V6 fermée, - Les condensats sous-vide sont transférés du condenseur vers l'extérieur de l'atelier par l'intermédiaire de la pompe P3, la vanne V7 étant fermée et la vanne V8 ouverte. 6 - Procédé mettant en oeuvre le dispositif selon les revendications 1, 2, 3, permettant de concentrer le jus de presse provenant de la matière traitée de 25% ou moins (le pourcentage étant défini par rapport à la matière première) caractérisé en ce que: - Les condensats émanant de la chambre de chauffe sont évacués de l'atelier, la vanne V1 étant fermée et la vanne V2 étant ouverte, - L'échangeur E produisant de la vapeur biologique est alimenté par du jus de presse produit par la presse et transitant par le bac C, la pompe P2, la vanne V3 étant fermée et la vanne V4 étant ouverte, - Le jus pré-concentré en sortie de l'échangeur E est évacué vers l'extérieur de l'atelier par la pompe P I, la vanne VS étant fermée et la vanne V6 étant ouverte, - Les condensats sous-vide sont transférés du condenseur vers l'extérieur de l'atelier par l'intermédiaire de la pompe P3, la vanne V7 étant fermée et la vanne V8 étant ouverte.