Brevet FR2727872A1 — publié le 19960614

La présente invention concerne les appareils de cristallisation à marche continue constitués par une cuve horizontale, fermée et divisée par des cloisons verticales en plusieurs compartiments qui communiquent entre eux par des ouvertures ménagées dans les cloisons et qui sont traversés l'un après l'autre par la masse en cours de cristallisation. Un faisceau de chauffage, constitué par exemple par des tubes horizontaux, parallèles et disposés longitudinalement, est placé dans la partie inférieure de la cuve et espacé du fond et des parois de cette dernière de façon à ménager, de chaque côté du faisceau, des passages de retour pour la masse en cours de cristallisation; lorsqu'on fait circuler un fluide chauffant, par exemple de la vapeur, dans les tubes du faisceau, la chaleur cédée à la masse en cours de cristallisation provoque dans chaque compartiment l'évaporation d'une partie du solvant, généralement de l'eau, et, par voie de conséquence, la circulation de ladite masse dans des plans transversaux suivant un mouvement ascendant à l'intérieur du faisceau et un mouvement descendant dans les passages de retour. Pour augmenter les échanges thermiques, éviter la formation de zones mortes et améliorer la régularité des cristaux produits, on a cherché à intensifier la circulation transversale de la masse en cours de cristallisation dans les différents compartiments, en particulier en injectant de la vapeur ou une solution du produit à cristalliser sous le faisceau. Dans des appareils de cristallisation à marche discontinue et dans des appareils à marche continue comportant un faisceau de chauffage annulaire à puits central, on a utilisé dans le même but des agitateurs rotatifs, placés dans le puits central du faisceau, pour intensifier la circulation de la masse en cours de cristallisation. Cette solution n'a cependant jamais été proposée pour des appareils de cristallisation à marche continue du type concerné par l'invention. Le but de la présente invention est d'intensifier les échanges thermiques et d'améliorer la qualité des cristaux produits dans un appareil du type décrit cidessus. L'appareil de cristallisation objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'un agitateur rotatif est disposé à l'extérieur du faisceau de chauffage, sur le circuit de retour de la masse en cours de cristallisation d'au moins un compartiment ; cet agitateur est placé de préférence à la sortie du passage, au niveau de la partie inférieure du faisceau ou sous le faisceau, et son axe est incliné, l'angle d'inclinaison étant compris entre + 900 et - 900. Suivant une forme de réalisation préférée, l'agitateur est monté sur l'appareil par l'intermédiaire d'un tube coaxial à l'arbre de l'agitateur et fixé sur la paroi de l'appareil, ce tube étant muni près de son extrémité extérieure d'une entrée pour une solution du produit à cristalliser ou de la vapeur.Cette disposition permet d'éviter l'encrassement de l'arbre et de l'agitateur et la formation d'une zone morte dans le tube de fixation. En outre, si l'alimentation du compartiment en solution du produit à cristalliser se fait par cette entrée, l'arrivée de la solution dans la zone d'aspiration de l'agitateur permet d'améliorer le mélange de la solution et de la masse en cours de cristallisation. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une représentation schématique, en coupe horizontale, d'un appareil de cristallisation à marche continue conforme à l'invention La figure 2 est une Ih vue en coupe, par un plan vertical, de la partie inférieure de l'appareil de la figure 1, représentée à plus grande échelle ; et La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 montrant d'autres dispositions possibles pour l'agitateur. L'appareil de cristallisation à marche continue représenté sur le dessin est constitué par une cuve cylindrique 14, à section circulaire ou autre, disposée horizontalement. Cette cuve est fermée et reliée à une source de vide. L'intérieur de la cuve est divisé par des cloisons verticales transversales 16 et par une cloison verticale longitudinale 18 en plusieurs compartiments 1 à 13. Ces cloisons n'atteignent pas le sommet de la cuve, de sorte que tous les compartiments communiquent avec l'espace supérieur de la cuve mis sous vide. Par ailleurs, les compartiments voisins communiquent entre eux par des ouvertures ménagées dans les cloisons de façon à imposer à la masse en cours de cristallisation un trajet sinueux. Un faisceau de chauffage 20, formé par exemple de tubes horizontaux parallèles, est disposé dans la partie inférieure de la cuve, à l'écart du fond et des parois. Ce faisceau est alimenté en vapeur et permet de chauffer tous les compartiments. Chaque compartiment est alimenté en sirop par des moyens non représentés. Un magma d'ensemencement est introduit en 22 dans le premier compartiment, et les cristaux produits sont extraits, avec la liqueur mère, du dernier compartiment au moyen d'une pompe 24. Lorsque l'appareil est en marche, le faisceau est noyé dans la masse en cours de cristallisation et la chaleur produite par la condensation de la vapeur circulant dans les tubes est transmise à cette masse et provoque l'évaporation d'une partie du solvant, généralement de l'eau. Cette ébullition provoque un mouvement ascendant de la masse en cours de cristallisation, à l'intérieur du faisceau, avec retour sous le faisceau par les passages 26 ménagés dans chaque compartiment entre la paroi de la cuve 14 et une tôle 28 fixée sur le flan du faisceau. Ce mouvement transversal de la masse en cours de cristallisation se superpose, dans chaque compartiment, au mouvement général de la masse, de l'entrée vers la sortie du compartiment. Conformément à l'invention, un agitateur rotatif est placé au bas du passage de retour 26 de certains compartiments. Il est constitué par des pales 30 fixées à l'extrémité inférieure d'un arbre 32 et conçues pour communiquer à la masse en cours de cristallisation un mouvement descendant. L'agitateur est disposé de telle sorte que son axe se trouve dans le plan médian, parallèle aux cloisons 16, du compartiment ; cet axe est incliné, l'angle d'inclinaison sur l'horizontale Ct étant égal à 350 dans l'appareil représenté sur la figure 2. La figure 3 montre d'autres dispositions possibles pour l'agitateur ; il peut être disposé, avec son axe vertical, à la sortie du passage 26, ou sous le faisceau 20 ou dans toute position intermédiaire (a compris entre - 90 et + 90 ). L'agitateur est monté latéralement sur la paroi de la cuve par l'intermédiaire d'un tube 34 coaxial à l'arbre 32 et dont l'extrémité extérieure est fermée par un couvercle 36 ; un joint (presse étoupe), assure l'étanchéité à la traversée du couvercle par l'arbre. Un moteur, non représenté, placé à l'extérieur de la cuve, permet d'entraîner l'agitateur en rotation. Une tôle perforée 38 fixée dans le tube 34, à une certaine distance du couvercle 36, forme avec celuici une chambre 40 munie d'une entrée qui est reliée à une source de vapeur ou de solution du produit à cristalliser.Cette disposition permet d'éviter l'encrassement de l'arbre et des pales de l'agitateur et, en cas d'alimentation en solution du produit à cristalliser, d'améliorer le mélange de la solution avec la masse en cours de cristallisation, grâce à l'admission de la solution dans la zone d'aspiration de l'agitateur. Elle permet aussi d'éviter la formation d'une zone morte dans le tube de fixation 34. La tôle 38 permet de répartir la vapeur ou la solution sur toute la section du tube 34. L'agitateur permet d'intensifier la circulation transversale de la masse en cours de cristallisation et, par conséquent, d'augmenter le coefficient d'échange thermique ce qui permet de réduire l'écart des températures entre la vapeur de chauffage et la masse en cours de cristallisation, d'améliorer la qualité granulométrique des cristaux produits (cristaux plus réguliers), d'augmenter le rendement et de diminuer l'encrassement lorsque le produit cristallisé à tendance à adhérer aux parois et aux cloisons de la cuve, comme c'est le cas, en particulier, pour le sucre. Dans l'appareil représenté seuls les compartiments 9, 10, 11, 12 et 13 sont équipés d'agitateurs, parce que dans les compartiments précédents la masse en cours de cristallisation est plus fluide et la circulation naturelle provoquée par l'évaporation est suffisante. Mais il est bien évident que ce mode d'équipement n'est pas limitatif et que tous les compartiments ou seulement les derniers, côté sortie, pourraient être équipés d'agitateurs. Par ailleurs, l'invention s'applique à tous les appareils du type décrits, quelle que soit le nombre et la disposition des cloisons ; en particulier, elle s'applique aussi aux appareils ne comportant pas de cloison longitudinale et dans lesquels les compartiments occupent toute la largeur de la cuve ; dans ce cas, les compartiments ou certains d'entre eux seront équipés de deux agitateurs, disposés de chaque côté de la cuve. REVENDICATIONS 1. Appareil de cristallisation à marche continue constitué par une cuve horizontale (14) divisée par des cloisons verticales (16, 18) en plusieurs compartiments (1 à 13) qui communiquent entre eux et comportant un faisceau de chauffage (20) placé dans la partie inférieure de la cuve et espacé du fond et des parois de cette dernière de façon à ménager dans chaque compartiment au moins un passage de retour (26) pour la masse en cours de cristallisation, caractérisé en ce que, dans au moins un des compartiments, un agitateur rotatif (30) est disposé à l'extérieur du faisceau de chauffage (20), sur le circuit de retour de la masse en cours de cristallisation, de façon à accélérer le mouvement de la masse en cours de cristallisation. 2. Appareil de cristallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agitateur (30) est placé à la sortie dudit passage (26), au niveau du bas du faisceau de chauffage (20). 3. Appareil de cristallisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agitateur (30) est placé sous le faisceau de chauffage (20). 4. Appareil de cristallisation selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que l'axe de l'agitateur (30) est incliné sur l'horizontale d'un angle (a) compris entre - 900 et + 90". 5. Appareil de cristallisation selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que l'axe de l'agitateur (30) est situé dans le plan médian, perpendiculaire à l'axe de la cuve, du compartiment. 6. Appareil de cristallisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agitateur (30) est monté sur l'appareil par l'intermédiaire d'un tube (34) coaxial à l'arbre (32) de l'agitateur et fixé sur la paroi de la cuve (14). 7. Appareil de cristallisation selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tube (34) est muni, près de son extrémité extérieure, d'une entrée pour une solution du produit à cristalliser et/ou de la vapeur. 8. Appareil de cristallisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit tube (34) est muni d'un moyen (38) pour répartir la vapeur ou la solution dans toute la section du tube. 9. Appareil de cristallisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu';l comporte plusieurs agitateurs dans un même compartiment.