Brevet FR2856317A1 — publié le 20041224

La présente invention concerne un dispositif pour séparer les phases solide et huileuse d'une matière oléagineuse, en particulier d'une pâte de karité, comprenant un tambour monté rotatif sur un axe 5 horizontal et comportant une paroi latérale reliée à un fond vertical et une paroi d'entrée annulaire située en face du fond, des moyens pour introduire la matière oléagineuse à l'intérieur du tambour, des moyens pour entraîner le tambour en rotation afin que la force centrifuge engendrée projette la matière oléagineuse contre 10 la paroi latérale, et des moyens pour prélever la phase huileuse, laquelle a une densité inférieure à celle de la phase solide. Les dispositifs utilisés actuellement pour séparer les phases solide et huileuse d'une matière oléagineuse ne donnent pas pleinement satisfaction. En effet, la matière huileuse récupérée à 15 partir de ces dispositifs contient toujours une faible quantité de matière solide, ce qui nécessite la réalisation d'une opération de séparation ultérieure et entraîne par conséquent des coûts supplémentaires. La présente invention se propose de remédier à ces 20 inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif conçu pour séparer parfaitement les phases solide et huileuse d'une matière oléagineuse, en particulier d'une pâte de karité. Ce dispositif qui a la structure indiquée au premier paragraphe ci-dessus est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens 25 d'alimentation pour introduire dans le tambour un liquide dont la densité est inférieure à celle de la phase solide mais supérieure à celle de la phase huileuse, et qui n'est pas miscible avec cette dernière. Sous l'effet de la force centrifuge engendrée par la rotation 30 du tambour, la phase solide de la matière oléagineuse s'accumule contre la paroi latérale de ce dernier tandis que le liquide, en raison de sa densité particulière, s'insère entre les phases solide et huileuse pour former entre celles-ci une couche intermédiaire annulaire. La phase huileuse se trouve ainsi séparée de la phase solide, ce qui permet de la récupérer sans aucune trace de matière solide. Il est vrai que la phase huileuse récupérée peut contenir une quantité plus ou moins grande de liquide. Cependant, comme le liquide utilisé dans le dispositif selon l'invention n'est pas miscible avec la phase huileuse, il peut être facilement séparé de celle-ci. Le liquide préféré est constitué par de l'eau, laquelle est abondante, non polluante et relativement peu coûteuse. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens d'alimentation comprennent un conduit reliant une source de 10 liquide à une chambre s'étendant dans le tambour, coaxialement avec l'axe de rotation de ce dernier, la chambre communiquant avec l'espace interne du tambour par au moins un orifice de sortie adjacent au fond. Le liquide peut ainsi être introduit dans le tambour pendant 15 que celuici est entraîné en rotation. Dans le mode de réalisation précité, l'orifice de sortie peut avoir une forme annulaire et être situé à la périphérie de la chambre. Selon une variante de réalisation, il pourrait être constitué 20 par l'extrémité distale d'au moins un tube s'étendant radialement contre le fond du tambour et dont l'extrémité proximale débouche dans la chambre. Dans cette variante, l'extrémité distale du tube pourrait être située à une distance de la paroi latérale du tambour qui est au 25 moins égale aux trois quarts de l'épaisseur maximale de la couche solide susceptible d'être appliquée contre ladite paroi latérale. En ce qui concerne les moyens de prélèvement de la phase huileuse, ils comprennent de préférence un tube à écoper dont l'entrée est séparée de la paroi latérale du tambour par une 30 distance minimale égale à la somme de l'épaisseur maximale de la couche solide susceptible d'être appliquée contre ladite paroi latérale et de l'épaisseur maximale de la couche de liquide reposant sur ladite couche solide, le tube à écoper étant incliné vers le bas afin que la phase huileuse pénètre dans son entrée pendant la 35 rotation du tambour. La présente invention concerne également un procédé pour séparer les phases solide et huileuse d'une matière oléagineuse, en particulier d'une pâte de karité, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend: - une étape consistant à entraîner en rotation un tambour monté rotatif sur un axe horizontal et comportant une paroi latérale reliée à un fond vertical et une paroi d'entrée annulaire située en face du fond; - une étape consistant à introduire la matière oléagineuse dans 10 le tambour, pendant que celui-ci est entraîné en rotation, afin de séparer la phase huileuse de la phase solide, laquelle a une densité supérieure à celle de la phase huileuse; - une étape consistant à ajouter à la matière oléagineuse introduite dans le tambour un liquide dont la densité est inférieure 15 à celle de la phase solide mais supérieure à celle de la phase huileuse, et qui n'est pas miscible avec cette dernière; et - une étape consistant à prélever la phase huileuse accumulée sur le liquide à l'aide d'un dispositif de prélèvement faisant saillie dans le tambour et immobilisé dans une position 20 prédéterminée. Selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé selon l'invention, le prélèvement de la phase huileuse est assuré à l'aide d'un tube à écoper incliné vers le bas et positionné de telle sorte que la phase huileuse pénètre, pendant la rotation du tambour, dans 25 son entrée qui est située à son extrémité supérieure. De préférence, l'entrée du tube à écoper est séparée de la paroi latérale du tambour par une distance minimale égale à la somme de l'épaisseur maximale de la couche solide susceptible d'être appliquée contre ladite paroi latérale et de l'épaisseur maximale de 30 la couche de liquide reposant sur la couche solide. Deux modes d'exécution de la présente invention seront décrits ci-après à titre d'exemples nullement limitatifs en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un dispositif 35 de séparation conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue selon la ligne II-II de la figure 1, un arrachement montrant les diverses couches formées pendant la rotation du tambour; - la figure 3 est une vue en coupe partielle montrant 5 l'extrémité du tube à écoper dans laquelle la phase huileuse est introduite en vue de sa récupération; - la figure 4 est une vue en coupe du tambour d'un autre dispositif de séparation conforme à l'invention; et - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la 10 figure 4. Les dispositifs représentés sur les dessins ont été mis au point pour séparer les phases solide et huileuse contenues dans une pâte de karité. Il va de soi cependant que l'on ne sortirait pas du cadre de la 15 présente invention si l'on utilisait ces dispositifs pour séparer les phases solide et huileuse de toute autre matière oléagineuse. Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 comprend tout d'abord un tambour 1 monté rotatif sur un axe horizontal 2 et comportant une paroi latérale 3 reliée d'un côté à un fond vertical 20 4 et de l'autre à une paroi d'entrée annulaire 5 située en face du fond 4. Le tambour 1 est fixé à l'une des extrémités d'un arbre 6 dont l'autre extrémité est pourvue d'une poulie 7. Une courroie 8 tendue entre la poulie 7 et une poulie 9 fixée 25 sur l'arbre d'entraînement d'un organe moteur 10, par exemple un moteur électrique, permet à celui-ci d'entraîner le tambour 1 en rotation. En se référant en particulier à la figure 1, on remarquera que l'arbre 6 prend appui sur deux paliers 11 portés par un bâti 12 sous 30 lequel est situé l'organe moteur 10. Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 comprend également des moyens 13 pour introduire la pâte de karité à l'intérieur du tambour 1. Les moyens 13 comprennent un tuyau coudé 14 dont l'extrémité 35 supérieure débouche dans un réservoir 15 contenant la pâte de karité et dont la partie inférieure traverse l'orifice central de la paroi d'entrée 5 du tambour pour déboucher à l'intérieur de celui-ci. Une vanne non représentée est intercalée dans le tuyau 14 afin de permettre l'introduction, le moment voulu, d'une quantité prédéterminée de pâte dans le tambour. En fait, la pâte de karité contenue dans le réservoir 15 est 5 mélangée avec une certaine quantité d'eau et chauffée à une température d'environ 85 C avant d'être introduite dans le tambour. A toutes fins utiles, on indiquera ici que la densité de la phase solide de cette pâte est supérieure à celle de la phase huileuse. Lorsque le tambour contient de la pâte de karité (mélangée avec de l'eau) et est entraîné en rotation par l'organe moteur 10, la force centrifuge engendrée projette la pâte contre la paroi latérale 3. En raison de la différence de densité indiquée ci-dessus, la 15 phase solide forme alors une couche extérieure A appliquée contre la paroi latérale 3 tandis que la phase huileuse forme une couche interne B, l'eau contenue dans la pâte formant une couche intermédiaire mince entre les couches A et B. Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 comprend par 20 ailleurs des moyens 16 pour prélever la phase huileuse séparée de la phase solide sous l'effet de la force centrifuge engendrée par la rotation du tambour. Les moyens 16 comprennent un tube à écoper 17 traversant l'ouverture centrale de la paroi d'entrée 5 du tambour. Ce tube est 25 immobilisé dans une position inclinée judicieusement pour que la phase huileuse pénètre en continu dans son extrémité supérieure pendant la rotation du tambour et se dirige vers son extrémité inférieure qui est reliée à un réservoir de récupération non représenté. En se référant aux figures 2 et 3, on remarquera que l'extrémité supérieure du tube 17 comporte un prolongement 18 formant une gouttière relativement étroite dont les côtés latéraux prolongent un orifice 19 situé en biais. Grâce à cette disposition particulière, la phase huileuse peut 35 pénétrer très facilement dans le tube 17 qui est immobilisé dans la position inclinée adéquate. Selon une caractéristique importante du dispositif de séparation qui vient d'être décrit, des moyens d'alimentation 20 sont prévus pour introduire dans le tambour 1 un liquide dont la densité est inférieure à celle de la phase solide mais supérieure à celle de la phase huileuse, et qui n'est pas miscible avec cette dernière. L'eau satisfait pleinement à ces conditions et est le liquide préféré. Les moyens d'alimentation 20 comprennent un conduit coudé 21 comportant un tronçon vertical dont l'extrémité supérieure est 10 reliée à un réservoir d'eau 22 et un tronçon horizontal s'étendant coaxialement avec le tambour 1. Une vanne non représentée est insérée dans le conduit 21 afin de permettre l'introduction, le moment venu, d'une quantité d'eau prédéterminée dans le tambour. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, l'extrémité libre du tronçon horizontal du conduit 21 débouche dans une chambre tronconique 23 dont la grande base est adjacente au fond 4 du tambour et dont la petite base délimite son entrée. La chambre 23 est reliée au fond 4 par des moyens de fixation 20 non représentés et communique avec l'intérieur du tambour 1 par un orifice annulaire 24 ménagé entre sa grande base et le fond 4. Ainsi, l'eau sortant du conduit 21 est projetée radialement dans le tambour sous l'effet de la force centrifuge engendrée lorsque celuici est entraîné en rotation. Les quantités de pâte de karité et d'eau introduites dans le tambour sont évidemment choisies pour que la somme des épaisseurs de la couche de matière solide, de la couche d'eau et de la couche d'huile demeure inférieure à la distance séparant la paroi latérale 3 de l'orifice central de la paroi annulaire 5. Pour être complet, on précisera que les dimensions de la grande base de la chambre 23 sont choisies pour que l'orifice annulaire 24 soit dans l'eau avant que la couche formée par celle-ci atteigne son épaisseur maximale. Le dispositif de séparation représenté sur les figures 4 et 5 35 diffère de celui qui vient d'être décrit uniquement par le fait que l'eau est introduite dans une chambre tronconique 25 dont la grande base est fixée contre le fond 4 et qui communique avec l'espace intérieur du tambour 1 grâce à deux tubes 26 diamétralement opposés. Plus précisément, ces deux tubes sont fixés contre le fond 4 du tambour et, lorsque celui-ci est entraîné en rotation, l'eau 5 introduite dans la chambre 25 pénètre dans leur extrémité proximale 27 et parvient dans l'espace intérieur du tambour par leur extrémité distale 28. On notera ici que l'extrémité distale des tubes 26 est située à une distance de la paroi latérale 3 du tambour qui est, de 10 préférence, au moins égale aux trois quarts de l'épaisseur maximale de la couche formée par la phase solide. Les dispositifs de séparation décrits ci-dessus peuvent être utilisés comme suit: Tout d'abord, on broie très finement les noix de karité dont on 15 souhaite extraire la phase huileuse, on ajoute ensuite une certaine quantité d'eau à la pâte obtenue et l'on chauffe le mélange résultant à une température de l'ordre de 85 C. On introduit ce mélange dans le réservoir 15 et l'on fait fonctionner l'organe moteur 10 afin d'entraîner le tambour 1 en 20 rotation. On ouvre ensuite la vanne prévue sur le tuyau 14 afin d'introduire une quantité prédéterminée de pâte de karité dans le tambour. Les phases solide et huileuse, qui ont des densités différentes, 25 se séparent sous l'effet de la force centrifuge, la phase solide s'accumulant contre la paroi latérale 3 du tambour en raison de sa densité plus forte, tandis que l'eau contenue dans la pâte forme une couche mince entre les phases solide et huileuse. On ouvre ensuite la vanne prévue sur le conduit 21 afin 30 d'introduire une quantité d'eau prédéterminée dans le tambour et d'augmenter par conséquent la quantité d'eau ajoutée initialement à la pâte de karité. Lorsque la couche d'eau C insérée entre la couche solide A et la couche huileuse B a une épaisseur prédéterminée, la surface libre de 35 cette dernière atteint l'extrémité supérieure du tube 17. L'huile pénètre alors dans ce tube qui l'évacue vers le réservoir prévu pour sa récupération. Une fois que toute l'huile présente dans le tambour a été prélevée, on utilise une écope mobile non représentée pour éliminer la couche d'eau. Il suffit maintenant d'arrêter l'organe moteur 10 pour 5 immobiliser le tambour et enlever la phase solide accumulée sur la paroi latérale 2 à l'aide d'un outil approprié. Lorsque cette opération est terminée, un nouveau cycle de séparation peut bien entendu être réalisé. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour séparer les phases solide et huileuse d'une matière oléagineuse, en particulier d'une pâte de karité, comprenant 5 un tambour (1) monté rotatif sur un axe horizontal (2) et comportant une paroi latérale (3) reliée à un fond vertical (4) et une paroi d'entrée annulaire (5) située en face du fond, des moyens (13) pour introduire la matière oléagineuse à l'intérieur du tambour, des moyens (10) pour entraîner le tambour en rotation afin que la force 10 centrifuge engendrée projette la matière oléagineuse contre la paroi latérale (3), et des moyens (16) pour prélever la phase huileuse, laquelle a une densité inférieure à celle de la phase solide, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'alimentation (20) pour introduire dans le tambour (1) un liquide dont la densité 15 est inférieure à celle de la phase solide mais supérieure à celle de la phase huileuse, et qui n'est pas miscible avec cette dernière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est de l'eau. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce 20 que les moyens d'alimentation (20) comprennent un conduit (21) reliant une source de liquide (22) à une chambre (23, 25) s'étendant dans le tambour (1), coaxialement avec l'axe de rotation (2) de ce dernier, la chambre communiquant avec l'espace interne du tambour par au moins un orifice de sortie (24,28) adjacent au fond (4). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (24) a une forme annulaire et est situé à la périphérie de la chambre (23). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'orifice de sortie est constitué par l'extrémité distale (28) d'au 30 moins un tube (26) s'étendant radialement contre le fond (4) du tambour (1) et dont l'extrémité proximale (27) débouche dans la chambre (25). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité distale (28) du tube (26) est située à une distance de 35 la paroi latérale (3) du tambour (1) qui est au moins égale aux trois quarts de l'épaisseur maximale de la couche solide (A) susceptible d'être appliquée contre ladite paroi latérale. O10 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement (16) de la phase huileuse comprennent un tube à écoper (17) dont l'entrée est séparée de la paroi latérale (3) du tambour (1) par une distance 5 minimale égale à la somme de l'épaisseur maximale de la couche solide (A) susceptible d'être appliquée contre ladite paroi latérale et de l'épaisseur maximale de la couche de liquide (C) reposant sur ladite couche solide, le tube à écoper étant incliné vers le bas afin que la phase huileuse pénètre dans son entrée pendant la 10 rotation du tambour. 8. Procédé pour séparer les phases solide et huileuse d'une matière oléagineuse, en particulier d'une pâte de karité, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend: - une étape consistant à entraîner en rotation un tambour (1) 15 monté rotatif sur un axe horizontal (2) et comportant une paroi latérale (3) reliée à un fond vertical (4) et une paroi d'entrée annulaire (5) située en face du fond; - une étape consistant à introduire la matière oléagineuse dans le tambour, pendant que celui-ci est entraîné en rotation, afin de 20 séparer la phase huileuse de la phase solide, laquelle a une densité supérieure à celle de la phase huileuse; - une étape consistant à ajouter à la matière oléagineuse introduite dans le tambour un liquide dont la densité est inférieure à celle de la phase solide mais supérieure à celle de la phase 25 huileuse, et qui n'est pas miscible avec cette dernière; et - une étape consistant à prélever la phase huileuse accumulée sur le liquide à l'aide d'un dispositif de prélèvement (16) faisant saillie dans le tambour et immobilisé dans une position prédéterminée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le prélèvement de la phase huileuse est assuré à l'aide d'un tube à écoper (17) incliné vers le bas et positionné de telle sorte que la phase huileuse pénètre, pendant la rotation du tambour (1), dans son entrée qui est située à son extrémité supérieure. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'entrée du tube à écoper(17) est séparée de la paroi latérale (3) du tambour (1) par une distance minimale égale à la somme de l'épaisseur maximale de la couche solide susceptible d'être appliquée contre ladite paroi latérale et de l'épaisseur maximale de la couche de liquide reposant sur la couche solide.