PROCESS AND APPARATUS FOR DRYING MOIST PRODUCTS, IN PARTICULAR MIXTURES CONTAINING CLAY

Abstract: Process for drying wet products, carried out by subjecting the products to phases (1) of exposure by means of a hyperfrequency electromagnetic radiation and simultaneous ventilations with a hot and unsaturated gas flux, (2) ventilations without radiation; particularly the products may be co-currently displaced in a first gas flux wherein they are first irradiated and ventilated and then only ventilated, and they may then be displaced in counter-current in a second gas flux wherein they are first ventilated then irradiated and ventilated and finally ventilated again.

Description: PROCEDE ET INSTALLATION POUR LE SéCHAGE DE PRODUITS HUMIDES, EN PARTICULIER DE MELANGES A BASE D'ARGILE. L'invention concerne un procédé et une installation pour le séchage de produits humides ; elle s'applique en particulier mais non exclusivement pour sécher des mélanges à base d'argiles se présentant soit sous la forme de produits façonnés, soit à l'état de masses brutes. Un type de procédé de séchage très couramment mis en oeuvre pour sécher des produits ou masses humides consiste à déplacer ces produits dans des tunnels de séchage, qui sont parcourus par de l'air chaud à contre-courant du sens d'avancement des matières. Cette ventilation à contre-courant a pour but essentiel d'éviter le "croûtage" des produits en surface ; ce phénomène qui se produit si l'on soumet les produits brutalement à un flux chaud et sec, a pour grave consé- quence, d'une part, d'empêcher un séchage homogène et complet des produits (en faisant obstacle à la migration de l'eau du coeur vers la surface des produits et en emprisonnant cette eau à l'intérieur desdits produits), d'autre part, de provoquer des fissures et cassures des produits en surface en raison de l'élévation brusque de la tension de vapeur d'eau au voisinage de la surface croûtée. Dans le séchage à contre-courant, l'air chaud et sec se refroidit et se charge progressivement d'humidité en remontant les produits de sorte que ces derniers sont soumis à une action d'échauffement et de dessication progressive évitant le croûtage. Ce type de séchage à contrecourant constitue actuellement sur le plan industriel le meilleur compromis entre la recherche d'une évacuation aussi éco- nomique que possible de l'eau contenue dans les produits et la necessité de supprimer les phénomènes de croûtage qui font obstacle à cette évacuation. Toutefois, ces procédés à contrecourant requièrent des durées de séchage très élevées, de l'or- dre de quelques heures à quelques dizaines d'heures ; une réduction des du esti rées de séchage / extrêmement difficile à obtenir en pratique dans ce type de technique, car elle entrain des risques de croûtage et surtout accroît très fortement les consommations énergétiques. Par exemple, à l'heure actuelle, les procédés à contre-courant les plus performants mis en oeuvre pour sécher des carreaux constitués par des mélanges à base d'argile en vue de l'obtention de carreaux en céramique, exigent des durées au moins égales à 1,5 heure à 2 heures et conditionnent des consommations énergétiques supérieures à 3 000 kcal par kg d'eau enlevée. Ces limitations de performances proviennent de la très faible efficacité du flux à contre-courant en effet, le long du parcours des produits, le taux d'humidité et la température, d'une part des produits, d'autre part du flux d'air varient dans le même sens de sorte que le gradient hygrométrique et le gradient de température demeurent toujours relativement faibles tout le long du tunnel de séchage. La présente invention vise un procédé de séchage perfectionné et se propose d'améliorer notablement le bilan énergétique des procédés de séchage sus-évoqués et d'en réduire considérablement les durées, tout en écartant les risques de croûtage en surface des produits à sécher. Un autre objectif de l'invention est de fournir une installation de séchage permettant de mettre en oeuvre ledit procédé avec une grande souplesse d'adaptation à l'application envisagée. A cet effet, le procédé de séchage conforme à l'invention consiste à soumettre successivement les produits humides à sécher aux phases successives de traitement suivantes (a) exposer les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence et, simultanément, les ventiler au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, (b) ventiler ensuite lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne inférieure à celle du flux de la phase (a), (c) ventiler ensuite lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne supérieure à celle du flux de la phase (b) et d'hygrométrie inférieure à celle dudit flux, (d) exposer ensuite les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence et, simultanément, les ventiler au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne supérieure à celle du flux de la phase (a) et d'hygrométrie inférieure a celle dudit flux, (e) ventiler ensuite lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne supérieure à celle du flux de la phase (d) et d'hygrométrie inférieure à celle dudit flux. Par "hygrométrie" d'un flux gazeux, on entend le rapport de la pression effective de la vapeur d'eau contenue dans ce flux, à la valeur de la pression maximale de vapeur saturante dans les mêmes conditions de température. Selon les applications, les phases (d) et (e) peuvent être renouvelées, une ou plusieurs fois, les produits étant alors soumis, après la phase (e) précitée, au moins une fois à des phases (d') et (e') identiques aux phases (d) et (e). Les effets essentiels obtenus au cours de la phase (a) par combinaison du rayonnement et de la ventilation consistent, d'une part, en une forte migration de l'eau depuis le coeur des produits vers leur surface, d'autre part en une mise en température progressive des produits intérieurement et en surface, enfin en un amorçage de l'évaporation en surface. La forte migration d'eau vers la surface et l'échauffe- ment aussi bien en surface qu'au coeur des produits, supprime tout risque de croûtage. La phase (b) consiste en une ventilation par un air moins chaud, qui provoque une évaporation efficace de l'eau ayant migré vers la surface durant la phase précédente ; cette phase n'engendre aucun risque de croûtage du fait de la température plus douce du flux d'air et de la migration rémanente qui subsiste à l'intérieur des produits après la fin de la phase précédente. A la fin de cette phase (b), les produits sont en température et les risques de croû- tage et de fissuration sont beaucoup plus faibles. La phase (c) profite de cette moindre propension au croûtage et à la fissuration pour arracher une fraction supplémentaire de l'eau avec un air sensiblement plus chaud et plus sec que celui de la phase précédente. Ainsi les ventilations des phases (a), (b) et (c) permettent d'utiliser au mieux l'effet du rayonnement de la phase (a) sans provoquer de phénomènes de croûtage ou fissurations. La phase (d), qui comporte une nouvelle irradiation, engendre une nouvelle migration de l'eau du coeur vers la surface des produits ; cette nouvelle irradiation évite un abaissement de l'efficacité du séchage, comme ce serait le cas si celui-ci était poursuivi uniquement au moyen d'air chaud. La phase (e) provoque une évaporation de l'eau ayant migré à la phase précédente ou en cours de migration par effet de rémanence. En cas de renouvellement ultérieur des phases (d) et (e), les phénomènes se reproduisent de façon analogue à ceux ci-dessus décrits, les produits étant ainsi séchés au terme de la dernière phase (e') jusqu'au degré souhaité. Ainsi, la combinaison des phases (a), (b), (c), (d), (e) et le cas échéant (d') et (e'), qui conjuguent des irradiations hyperfréquences et des ventilations spécifiques, permet de réaliser un séchage homogène extrêmement efficace avec des consommations énergétiques modérées et des durées beaucoup plus faibles que dans les procédés classiques à contre-courant (quelques minutes à quelques dizaines de minutes) et ce, sans risque de fissuration pour les produits. Les conditions de mise en oeuvre des phases précitées sont préférentiellement les suivantes, notamment dans le cas de produits constitués par des mélanges à base d'argile (a) pendant un laps de temps compris entre 1 et 10 mn , exposer les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence tel que la densité de puissance moyenne au niveau des produits soit comprise entre 0,2 et 5 watt/cm3, et, simultanément, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud, de température comprise entre 900 C et 500 C et d'hygrométrie comprise entre 10 % et 50 % (b) pendant un laps de temps com pris entre 1 et 10 mn, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud de température comprise entre 800 C et 400 C et d'hygrométrie comprise entre 15 % et 60 %, (c) pendant un laps de temps compris entre 1,5 et 15 mn, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud de température comprise entre 400 C et 1100 C et d'hygrométrie comprise entre 50 % et 10 %, (d) pendant un laps de temps compris entre 1 mn et 10 mn, exposer les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence tel que la densité de puissance moyenne au niveau des produits soit comprise entre 0,2 et 5 watt/cm3 et, simultanément, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud, de température comprise entre 800 C et 1300 C et d'hygrométrie comprise entre 15 X et 5 X, (e) pendant un laps de temps compris entre 2,5 mn et 25 mn, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud de température comprise entre 1100 C et 1500 C et d'hygrométrie inférieure à 10%. a figure 2, qui sera commentée plus loin, illustre à titre comparatif, d'une part, un diagramme de séchage selon le procédé de l'invention mis en oeuvre dans les conditions ci-dessus définies, d'autre part, un diagramme P de séchage selon un procédé à contre-courant. On peut se ren- dre compte que, pour obtenir le même état final, le procédé de l'invention entralne une consommation énergétique globale à peu près moitié de celle du procédé classique à contre-courant et exige un temps de l'ordre de 4 fois moins important que le procédé classique à contre-courant. Une telle performance est extrêmement importante en pratique puisque, à production égale, elle permet de prévoir des installations moins coûteuses, qui s'amortissent beaucoup plus rapidement. Le procédé conforme à l'invention est très avantageusement mis en oeuvre selon le mode suivant au cours des phases successives (a) et (b), les produits sont déplacés à co-courant dans un premier flux gazeux de ventilation présentant des conditions initiales correspondant à celles de la phase (a), le déplacement à co-courant des produits étant effectué de sorte que, après s'être chargé en humidité et avoir perdu des calories, ledit premier flux gazeux se retrouve dans des conditions finales correspondant à celles de la phase (b), au cours des phases suivantes (c), (d) et (e), éventuellement (d'), (e'), les produits sont déplacés à contre-courant dans un second flux gazeux de ventilation présentant des conditions initiales correspondant à celles de la dernière phase (e) ou (e'), le déplacement à contrecourant des produits étant effectué de sorte que, après s'être chargé en humidité et avoir perdu des calories, ledit second flux gazeux se retrouve dans des conditions intermédiaires correspondant à celles de la phase (d) et dans des conditions finales correspondant à celles de la phase (c). Ce mode de mise en oeuvre dans lequel le premier flux de ventilation peut être obtenu par dérivation d'une fraction du second flux, permet d'améliorer le bilan énergétique du procédé, tout en réduisant le coût des équipements nécessaires (en particulier en raison de la présence d'un seul générateur d'air chaud). L'invention s'étend à une installation de séchage de produits humides, en vue de la mise en oeuvre du procédé défini précédemment. L'installation visée par l'invention est du type comprenant un tunnel délimitant une cavité intérieure pour le passage des produits entre une entrée et une sortie, un convoyeur adapté pour transporter les produits le long dudit tunnel depuis son entrée Jusqu'à sa sortie et des moyens de génération d'air chaud sec ; selon la présente invention, ladite installation comprend une gaine de soufflage d'air chaud dite gaine de soufflage principal, débouchant dans la cavité du tunnel au voisinage de sa sortie, une gaine de soufflage d'air chaud dite gaine de soufflage secondaire, débouchant dans la cavité du tunnel au voisinage de son entrée, une gaine d'extraction d'air, débouchant dans la cavité en un point intermédiaire de la longueur de cette dernière, de façon à séparer celle-ci en un tronçon amont de co-courant et un tronçon aval de contrecourant, un premier générateur d'ondes hyperfréquence, agencé pour irradier le tronçon de co-courant sur une fraction amont de sa longueur située au voisinage de l'entrée, de façon à délimiter deux zones successives le long dudit tronçon de co-courant : une zone amont, irradiée et ventilée (Z1) voisine de l'entrée, et une zone aval ventilée (Z2) voisine de la gaine d'extraction, au moins un second générateur d'ondes hyperfréquence, agencé pour irradier le tronçon de contrecourant sur une fraction intermédiaire de sa longueur, de fa çon à délimiter au moins trois zones successives le long dudit tronçon de contre-courant : une zone amont ventilée (Z3) voisine de la gaine d'extraction, au moins une zone intermédiaire irradiée et ventilée (Z4) et au moins une zone aval ventilée (Z5). La forme du tunnel depuis son entrée jusqu'à sa sortie peut être diverse : tunnel rectiligne, tunnel à plusieurs tronçons accolés juxtaposés sur un même niveau, tunnel à plusieurs tronçons accolés superposés sur des niveaux différents, tunnel en forme de boucle située dans un plan vertical ou horizontal... Le convoyeur peut être de tout type connu, en particulier convoyeur à tapis sans fin ou convoyeur à balancelles. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention se dégageront de la description qui suit en regard des dessins annexés, qui en présentent à titre non limitatif des exemples de réalisation ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description - la figure 1 est une vue schématique, illustrant un premier mode de réalisation d'installation conforme à l'invention, - la figure 2 est un diagramme de séchage montrant, d'une part, une courbeZde séchage obtenue par mise en oeuvre du procédé au moyen de l'installation précitée, d'autre part, une courbepde séchage obtenue par mise en oeuvre d'un procédé classique à contre courant, - les figures 3, 4, 5, 6, 7 et 8 sont des coupes de cette installation respectivement par des plans verticaux A, B, C, D, E et F, - la figure 9 est une sue schématique montrant les circulations d'air dans ladite installation, - la figure 10 est une vue schématique de principe illustrant un second mode de réalisation d'installation conforme à l'invention, - les figures 11 et 12 sont des schémas d'autres modes de réalisation. L'installation de séchage dont le principe est schématisé à la figure 1 comprend un tunnel 1 délimitant- une cavité intérieure s'étendant entre une entrée de produits la et une sortie lb ; en l'exemple, le tunnel 1 est rectiligne et s'étend sur une longueur totale de l'ordre de 18 m. Le tunnel 1 est équipé d'un convoyeur à tapis sans fin 2 ayant un brin actif supérieur 2a qui se déplace entre l'entrée et la sortie du tunnel. Ce tapis sans fin 2 est de type connu en soi, à mailles indéformables en fibres de verre, enduites de polytétrafluoroéthylène, de façon à être transparent à l'égard des ondes électromagnétiques hyperfréquences. Ce tapis glisse sur des tubes en verre ou autre matière, transparente aux ondes hyperfréquences et possédant un faible coefficient de friction ; il est mu par un motovariateur permettant de régler la vitesse de translation des produits à sécher dans une plage comprise entre 0,1 m/mn et 5 m/mn. A l'entrée la du tunnel, celui-ci est équipé de moyens d'arrêt de l'air 3 de type classique, aptes à autoriser le passage du tapis 2 et des produits et, en aval, de moyens de filtrage 4 formant une barrière au passage des ondes hyperfréquences. Entre ces moyens 3 et 4, débouche une gaine 5 de soufflage d'air chaud, dite gaine de soufflage secondaire, qui souffle dans la cavité du tunnel un premier flux d'air chaud de ventilation. En aval des moyens de filtrage 4, est disposé un premier générateur d'ondes hyperfréquence 6, adapté pour irradier la cavité interne du tunnel sur une zone Z1 qui est ventilée à co-courant par le premier flux de ventilation et peut avoir en l'exemple une longueur de l'ordre de 2 m. Ce générateur est composé de plusieurs magnétrons et applicateurs, répartis le long de ladite zone. Sa puissance est adaptée pour engendrer un rayonnement hyperfréquence tel que la densité de puissance au coeur des produits soit comprise entre 0,2 et 5 watt/cm3 et puisse être réglé dans cette plage ; la fréquence du rayonnement hyperfréquence est une fréquence industrielle habituelle (en particulier 2 450 Megahertz). Le générateur 6 est associé à des moyens d'uniformisation du champ électromagnétique à l'intérieur de la cavité du tunnel ; ces moyens peuvent revêtir des formes connues diverses et un exemple sera décrit plus loin. En aval de la zone Z13 les produits se déplacent le long d'une zone Z2 de longueur de l'ordre de 2 m, où ils ne sont plus irradiés et sont ventilés à co-courant par le premier flux de ventilation après son passage le long de la zone Z1 ; sur cette zone Z2, ce flux se trouve donc moins chaud et plus humide que sur la zone Z1 A l'extrémité aval de la zone Z2, le tunnel est équipé d'une gaine 7 d'extraction d'air pourvue d'un ventilateur d'extraction 8. Le tunnel comporte ensuite une zone Z3 s'étendant entre la gaine 7 et une gaine de dérivation 9 pourvue d'un ventilateur 10. La gaine 9 prélève dans le tunnel un flux dérivé, constitué par une fraction d'un second flux de ventilation qui est soufflé dans le tunnel au voisinage de sa sortie lb, comme on le verra plus loin. La gaine 9 est reliée à la gaine de soufflage secondaire 5 de sorte que le premier flux de ventilation est constitué par la fraction dérivée du second flux. La fraction restante du second flux circule à contre-courant le long de la zone Z3 avant d'être aspirée en même temps que le premier flux dans la gaine d'extraction 7. La zone Z3 peut avoir une longueur de l'ordre de 3 m. Immédiatement en aval de la gaine 9, le tunnel comporte un second générateur d'ondes hyperfréquence 11, adapté pour irradier sa cavité interne sur une zone Z4 qui en l'exemple peut avoir 7 m de longueur ; cette zone Z4 est ventilée à contre-courant par le premier flux de ventilation précité. Ce générateur composé comme le précédent par des magnétrons et applicateurs répartis le long de la zone Z4 est adapté pour engendrer au coeur des produits une densité de puissance du même ordre que précédemment, réglable sur une plage de 0,2 à 5 watt/cm3 ; ce générateur 11 est associé comme le précédent à des moyens d'uniformisation du champ électromagnétique à l'intérieur de la cavité du tunnel. En aval de cette zone Z4, les produits se déplacent le long d'une zone Z5 de longueur de l'ordre de 5 m, où ils ne sont plus irradiés et sont ventilés à contrecourant par le second flux de ventilation. Ce second flux de ventilation est insufflé dans le tunnel par une gaine de soufflage principal 12 située au voisinage de sa sortie lb entre des moyens 13 de filtrage des ondes hyperfréquences (identiques aux moyens 4) et des moyens aval 14 d'arrêt de l'air (identiques aux moyens 3). le second flux de ventilation est engendré par un générateur d'air chaud sec 15 dont la sortie est reliée à la gaine de soufflage principal 12. Ce générateur possède une entrée 15a recevant de l'air neuf et une entrée 15b reliée à la gaine d'extraction 7 en vue du recyclage d'une partie de l'air extrait. Une cheminée d'extraction 16 et un registre 17 permettent de rejeter une partie réglable de l'air extrait par la gaine d'extraction 7. Le générateur d'air chaud 15 présente une puissance adaptée en fonction de la section du tunnel pour fournir un second flux de ventilation ayant les caractéristiques initiales suivantes - température comprise entre 1100 C et 1500 C, - hygrométrie inférieure à 10 %, - vitesse V de balayage des produits le long des zones Z5 et Z4 comprise entre 3 et 15 m/s. La dérivation (9, 10) et l'extraction (7, 8) sont adaptées de sorte que le flux dérivé (premier flux de ventilation) possède une vitesse vl de balayage des produits le long des zones Z1 et Z2 telle que lm/sX vlX 5 m/s (la vitesse v2 de balayage des produits par la fraction restante du flux le long de la zone Z3 étant bien entendu sensiblement égale à V-vl). Ainsi, l'installation conforme à l'invention comprend : un tronçon amont de co-courant, composé d'une zone amont irradiée et ventilée Z1, voisine de l'entrée la, et d'une zone aval ventilée Z2, voisine de la gaine d'extraction 7, un tronçon aval de contre-courant, composé d'une zone amont ventilée Z3 voisine de la gaine d'extraction 7, d'une zone intermédiaire irradiée et ventilée Z4 située en aval de la gaine de dérivation 9, et d'une zone aval ventilée Z5 située au voisinage de la sortie lb. Dans l'exemple décrit, le tronçon aval de contre-courant s'étend sur une longueur plus de 2 fois supérieure à celle du tronçon amont de co-courant ; en pratique, selon l'application, la longueur de ce tronçon de contre-courant sera ajustée dans une plage allant de 1,5 à 5 fois supérieure à celle du tronçon de co-courant, la fraction haute de cette plage correspondant à une installation possédant plusieurs zones Z4 et Z5 agencées successivement (par couple : zone irradiée et ventilée suivie d'une zone ventilée, non irradiée). La vitesse de translation du tapis 2 étant réglée entre 0,2 et 2 m/mn, les produits subissent les phases successives de traitement suivantes, au cours de leur déplacement entre l'entrée et la sortie du tunnel (a) irradiation (densité da) et ventilation pendant un laps de temps compris entre 1 et 10 mn, (température ta, hygrométrie ha), (b) ventilation à température moyenne tb inférieure à ta et à hygrométrie moyenne hb supérieure à ha, pendant un laps de temps compris entre 1 et 10 mn, (c) ventilation à température moyenne tc supérieure à tb et à hygrométrie moyenne hc inférieure à hb, pendant un laps de temps compris entre 1,5 et 15 mn, (d) irradiation de densité dd analogue à da, et ventilation à température moyenne td supérieure à ta et tc et à hygrométrie moyenne inférieure à ha et hc, pendant un laps de temps compris entre 1 mn et 10 mn (e) ventilation à température moyenne te supérieure à td et à hygrométrie moyenne he inférieure à hd, pendant un laps de temps compris entre 2,5 et 25 mn. A titre d'illustration sont fournis ci-après les paramètres et résultats d'expérimentations effectués pour le séchage de carreaux en mélange d'argile et de matières premières, adapté pour l'obtention de céramique. Le taux initial d'humidité des produits, en poids, était de 7 %, le taux final recherché étant de 1 % ; les carreaux sont disposés en mono-couche au voisinage les uns des autres sur le tapis, la dimension de chaque carreau étant de 100 mm/100 mm/ 9 mm. Phase (a) durée : 2 mn ta : 700 C . ha : 40 % . v1 : 3 m/s Phase (b) . durée : 2 mn tb : 600 C . hb : 45 % v1 : 3 m/s Phase (c) . durée : 3 mn . tc : 800 C hc : 40 % v2 : 6 m/s Phase (d) durée : 2 mn td : 950 C . hd : 10 % V V : 9 m/s Phase (e) . durée : 5 mn . te : 1300 C . he : 5 % . V : 9 m/s . puissance calorifique du générateur de chaleur 15 80 000 Kcal/h, puissance totale des générateurs micro-ondes 24 Kw, puissance mécanique totale des ventilateurs : 4,5 Kw, . largeur de la cavité intérieure du tunnel :500 mm, . hauteur de ladite cavité : 250 mm. La durée totale du cycle de séchage est donc en l'exemple de 14' ; la consommation énergétique globale (énergie thermique et mécanique, énergie hyperfréquence) est de 1 700 Kcal/kg d'eau évaporée. La courbe de la figure 2 illustre en fonction du temps l'évolution du taux d'humidité moyen des produits : la courbe ss est une courbe du même type dans le cas d'un séchage classique à contre-courant dans un tunnel de même dimension, dans lequel les caractéristiques du flux à contrecourant ont été ajustées pour obtenir le même état final des produits. Ces courbes montrent l'influence des diverses phases du procédé conforme à l'invention. La durée du procédé à contre-courant est environ de 4 fois supérieure à celle du procédé de l'invention et la dépense énergétique environ 2 fois supérieure, ce qui met en relief l'avantage considérable apporté par l'invention. Par ailleurs, les figures 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9 présentent un mode de réalisation préféré de l'installation ci-dessus décrite. Les figures 3, 4, 5, 6, 7 et 8 sont des coupes transversales par six plans verticaux décalés, l'un A au niveau du soufflage secondaire 5, un autre B au niveau de la zone Zl comportant le générateur hyperfréquence 6 (ou de la zone Z4 comportant le générateur 11), un autre C au niveau de la zone Z2 (ou des zones Z3 et Z5), un autre D au niveau de l'extraction 7, un autre E au niveau de la dérivation 9, enfin un autre F au niveau du soufflage principal 12. Dans ce mode de réalisation, le tunnel est formé d'une ossature 18 qui maintient une tôle quadrangulaire 19, entourée d'une couche d'un matériau de calorifugeage 20. Les gaines de soufflage sont insérées dans le tunnel et occupent la partie haute de celui-ci. En l'exemple, elles sont au nombre de trois, séparées par des cloisons : une gaine cen trale G qui sert, dans ce mode de réalisation, de gaine de c soufflage principal 14, et deux gaines latérales GL qui servent de gaine de soufflage secondaire 5. Au-dessous des gaines G et c GL, un volume libre permet l'insertion d'un module rayonnant dans les zones Z1 et Z4, comme le montre la figure 4 ; le tapis 2 est situé au-dessous, son brin supérieur utile étant supporté par les rouleaux 21 déjà évoqués. La figure 9 montre les circulations d'air dans ledit tunnel. I1 est à noter que des moyens (non représentés) sont prévus dans la cavité où circule le tapis pour guider l'air de façon à l'amener à traverser les produits en vue d'obtenir un bon balayage de ceux-ci (bavettes d'arrêt et gaines verticales de reprise sur les côtés). La figure 3 montre, au voisinage de l'entrée, le passage du premier flux de ventilation (flux dérivé) depuis les gaines latérales GL vers la cavité du tunnel grâce à une lumière que comportent ces gaines sur leur face inférieure. La figure 4 illustre l'agencement d'un module rayonnant au niveau de la zone Z Ce module comprend un applicateur d'onde formé par un guide d'onde transversal 22 (rectiligne ou possédant des méandres), doté de fentes rayonnantes sur sa face inférieure. Ce guide est assujetti à la sortie d'un magnétron 23 appelé à venir se disposer sur le côté du tunnel. Le guide 22 s'insère dans le tunnel par une ouverture appropriée que possède ce dernier sur un côté. Le guide 22 est équipé d'un système mécanique d'uniformisation du champ électromagnétique, constitué en l'exemple par deux plaques métalliques oscillantes telles que 24, entratnées dans un mouvement pendulaire par un moteur lent, de faible puissance 25 par l'entremise d'un système excentrique. Dans le cas d'un guide formant des méandres, celui-ci est soudé sur une plaque inférieure, ouverte au niveau de ses fentes, plaque faisant corps avec le magnétron d'alimentation. La figure 5 montre le tunnel au niveau de la zone Z2 ventilée. La figure 6 montre le tunnel au niveau de l'extraction ; l'air humidifié provenant, d'une part, du tronçon amont de co-courant, d'autre part, du tronçon aval de contre-courant, est aspiré vers le haut à travers la gaine centrale G par le ventilateur 8 vers le générateur d'air c chaud 15 ou la cheminée d'extraction 16 ; la gaine centrale G c est obturée à ce niveau par deux parois pour guider l'air verticalement. La figure 7 montre le tunnel au niveau de la dérivation 9 ; une fraction de l'air provenant de la zone Z4 est aspiréevers le haut à travers les gaines latérales GL par le ventilateur 10 qui le refoule en amont dans lesdites gaines latérales ; celles-ci sont obturées à ce niveau par deux parois et comportent une lumière de passage ascendant entre lesdites parois et une lumière de passage descendant à l'amont desdites parois. La figure 8 montre le tunnel au voisinage de sa sortie lb ; l'air sortant du générateur d'air chaud est refoulé à la sortie de celui-ci dans la gaine centrale Gc, qui est ouverte vers la cavité du tunnel à son extrémité proche de la sortie ; l'air passe ainsi dans le sens descendant dans cette cavité où il circule à contrecourant dans la zone Z5, puis Z4, enfin Z3 pour la fraction restante du flux. Le déplacement des produits, qui est rectiligne dans l'exemple ci-dessus décrit, peut avoir d'autres formes et la figure 10 présente schématiquement une variante d'installation dans laquelle les produits se déplacent le long de deux tunnels superposés, entourés comme précédemment par un calorifugeage. Chaque tunnel est équipé d'un tapis sans fin, les brins utiles supérieurs de ces tapis progressant en sens inverse de sorte que la sortie de l'installation se trouve située au-dessus de son entrée. A une extrémité un organe ascendant 26 de type classique permet de transférer en continu les produits d'un tapis à l'autre. Le parcours des produits s'effectue comme précédemment le long de zones Z1 et Z2 à co-courant et de zones à contre-courant ; en l'exemple, ces zones à contrecourant comprennent une zone Z3 telle que déjà définie et trois couples de zones (Z4, Z5), (Z'4, Z'5) et (Z"4, Z analogues aux zones Z4 et Z5 déjà définies. Les zones Z1, Z2, Z3, Z4 et Z5 sont situées le long du tunnel inférieur, les zones Z'4, Z'5 et Z"4 et Z"5 étant situées le long du tunnel supérieur de sorte que le tronçon de contre-courant est beaucoup plus long que précédemment. Les zones Z5, Z'5 et Z"5 sont alimentées en air dans les mêmes conditions de température et d'hygrométrie, grâce à des dérivations par les gaines latérales Gel. La figure 10 illustre les circulations d'air et les positions respectives des diverses zones. Bien entendu, il est possible de prévoir un nombre supérieur de niveaux ou, le cas échéant, de faire circuler les produits depuis les niveaux supérieurs vers les niveaux inférieurs (avec aux extrémités, des tunnels des organes descendants). La figure 11 illustre un autre mode de réalisation dans lequel deux tunnels sont juxtaposés sur un même niveau. A une extrémité, un organe de transfert fait circuler sur 1800 les produits du tapis d'un tunnel à celui de l'autre tunnel. La succession des zones Z1, Z2 ... est analogue à celle déjà décrite. Enfin, la figure 12 illustre un autre mode de réalisation dans lequel les produits sont transportés dans un tunnel formant une boucle fermée dans un plan vertical, par un convoyeur à balancelles 27. Chaque balancelle comprend une série de plateaux superposés 28, sur chacun desquels sont disposés les produits en mono-couche. Ces balancelles sont construites en matériaux transparents aux ondes hyperfréquences. Les produits défilent comme précédemment devant des guides d'ondes, de préférence placés dans des plans verticaux, le long d'un côté du tunnel, afin d'exposer de façon uniforme tous les plateaux d'une balancelle. I1 est à noter que, dans ce dernier type d'installation, il est possible de prévoir un système de guides rayonnant, assujetti sur le côté de chaque balaricelle. Les magnétrons restent fixes et, grâce à une avance séquentielle des balancelles, viennent s'accoupler dans les zones correspondantes (Z1, Z4 Z'4 . .. ) au système de guides de la balancelle concernée pour irradier les produits portés par celle-ci. Bien entendu, l'installation conforme à l'invention est équipée de sondes thermométriques et hygrométriques permettant de contrôler, et le cas échéant réguler, les caractéristiques des flux d'air.

Claims: REVENDICATIONS 1/ - Procédé de séchage de produits humides, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre successivement les produits au phases suivantes de traitement (a) exposer les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence et, simultanément, les ventiler au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, (b) ventiler ensuite lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de tem rature moyenne inférieure à celle du flux de la phase (a), (c) ventiler ensuite lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne supérieure à celle du flux de la phase (b) et d'hygrométrie inférieure à celle dudit flux, (d) exposer ensuite les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence et, simultanément, les ventiler au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne supérieure à celle du flux de la phase (a) et d'hygrométrie inférieure à celle dudit flux, (e) ventiler ensuite lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud et non saturé, de température moyenne supérieure à celle du flux de la phase (d) et d'hygrométrie inférieure à celle dudit flux. 2/ - Procédé de séchage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre successivement les produits aux phases suivantes de traitement (a) pendant un laps de temps compris entre 1 et 10 mn, exposer les produits à un rayonnement électromagnétique hyperfréquence tel que la densité de puissance moyenne au niveau des produits soit comprise entre 0,2 et 5 watt/cm3, et, simultanément, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud, de température comprise entre 900 C et 500 C et d'hygrométrie comprise entre 10 % et 50 %, (b) pendant un laps de temps compris entre 1 et 10 mn, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud de température comprise entre 800 C et 400 C et d'hygrométrie comprise entre 15 % et 60 %, (c) pendant un laps de temps compris entre 1,5 mn et 15 mn , ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud de température comprise entre 400 C et 1100 C et d'hygrométrie comprise entre 50 % et 10 % (d) pendant un laps de temps compris entre 1 mn et 10 mn, exposer les produits à un rayon- nement électromagnétique hyperfréquence tel que la densité de puissance moyenne au niveau des produits soit comprise entre 0,2 et 5 watt/cm3 et, simultanément, ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud, de température comprise entre 800 C et 1300 C et d'hygrométrie comprise entre 15 % et 5 %, (e) pendant un laps de temps compris entre 2,5 mn et 25 mn , ventiler lesdits produits au moyen d'un flux gazeux chaud de température comprise entre 1100 C et 1500 C et d'hygrométrie inférieure à 10 %. 3/ - Procédé de séchage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé enc e que, après la phase (e), on soumet les produits au mois une fois à des phases (d') et (e') identiques aux phases (d) et (e). 4/ - Procédé de séchage selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que au cours des phases successives (a) et (b), les produits sont déplacés à co-courant dans un premier flux gazeux de ventilation présentant des conditions initiales correspondant à celles de la phase (a), le déplacement à co-courant des produits étant effectué de sorte qu'après s'être chargé en humidité et avoir perdu des calories, ledit premier flux gazeux se retrouve dans des conditions finales correspondant à celles de la phase (b), au cours des phases suivantes (c), (d) et (e), éventuellement (d'), (e'), les produits sont déplacés à contre-courant dans un second flux gazeux de ventilation présentant des conditions initiales correspondant à celles de la dernière phase (e) ou (e'), le déplacement à contre-courant des produits étant effectué de sorte qu'après s'être chargé en humidité et avoir perdu des calories, ledit second flux gazeux se retrouve dans des conditions intermé diaires correspondant à celles de la phase (d) et dans des conditions finales correspondant à celles de la phase (c). 5/ - Procédé de séchage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier flux de ventilation est obtenu par dérivation d'une fraction du second flux après son passage à contre-courant sur les produits au cours des phases (e) et (d), et éventuellement (e'), (d'), la ventilation réa- lisée à la phase (c) étant assurée à contre-courant au moyen de la fraction restante dudit second flux, tandis que les ventilations des phases (a) et (b) sont assurées à co-courant au moyen de la fraction dérivée dudit second flux, la fraction restante du second flux et la fraction dérivée constituant le premier flux sont, au moins en partie, recyclées et traitées en vue de régénérer le second flux avec ses conditions initiales correspondant à celles de la dernière phase (e) ou (e'). 6/ - Procédé de séchage selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les produits sont déplacés en continu ou séquentiellement dans un tunnel (1) comprenant, de l'amont vers l'aval par rapport au sens de déplacement desdits produits, une entrée (la) des produits, un tronçon de cocourant (Z1, Z2)' un tronçon de contre-courant(Z3, Z4, Z5, Z'4, Z'5) et une sortie (lb) des produits, le premier flux de ventilation est admis dans le tunnel (1) au voisinage de son entrée (la), le second flux de ventilation est admis dans le tunnel (1) au voisinage de sa sortie (lb), lesdits premier flux et second flux sont extraits du tunnel en un point intermédiaire (7) situé entre le tronçon de co-courant et le tronçon de contrecourant. 7/ - Procédé de séchage selon la revendication 6, mis en oeuvre dans un tunnel (1) ayant une cavité de section approximativement constante, caractérisé en ce que le second flux de ventilation est engendré de façon à présenter, au cours des phases (e) et (d), une vitesse de balayage V des produits comprise entre 3 et 15 m/s, la fraction dérivée est ajustée de façon que le premier flux présente, au cours des phases (a) et (b), une si- tesse vl de balayage telle que 1 m/s ivli 5 m/s, la fraction restante présentant, au cours de la phase (c), une vitesse de balayage sensiblement égale à V-vl. 8/ - Procédé de séchage selon 1' une des rever.dica- tions 6 ou 7, dans lequel les produits sont disposés en monocouche sur au moins un tapis sans fin (2), chaque tapis ayant un brin utile rectiligne (2a) se déplaçant à vitesse constante ré- glable, de façon à transporter les produits entre l'entrée (la) et la sortie (lb) du tunnel. 9/ - Procédé de séchage selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel les produits sont transportés entre l'entrée et la sortie du tunnel par un convoyeur à balancelles (27), chaque balancelle comprenant une série de plateaux superposés (28) sur chacun desquels sont disposés les produits en monocouche. 10/ - Procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 pour le séchage de produits constitués par des mélanges à base d'argile, en vue de l'obtention de produits en céramique, caractérisé en ce que la phase (a) est réalisée dans les conditions suivantes : durée de l'ordre de 2 mn, densité de puissance moyenne de l'ordre de 0,6 watt/cm3, température moyenne du flux gazeux de l'ordre de 70 C et hygrométrie moyenne dudit flux de l'ordre de 40 X, la phase (b) est réalisée dans les conditions suivantes : durée de l'ordre de 2 mn, température moyenne du flux gazeux de l'ordre de 600 C, hygrométrie moyenne dudit flux de l'ordre de 45 X, la phase (c) est réalisée dans les conditions suivantes : durée de l'ordre de 3 mn, température moyenne duflux gazeux de l'ordre de 800 C, hygrométrie moyenne dudit flux de l'ordre de 40 X, la phase (d) (ou éventuellement (d')) est réalisée dans les conditions suivantes : durée de l'ordre de 2 mn, densité de puissance moyenne de l'ordre de 0,6 watt/cm3, température moyenne du flux gazeux de l'ordre de 950C et hygrométrie moyenne dudit flux de l'ordre de 10 X la phase (e) (ou éventuellement (e')) est réalisée dans les conditions suivantes : durée de l'ordre de 5 mn , température moyenne du flux gazeux de l'ordre de 1300 C et hygrométrie moyenne dudit flux de l'ordre de 5 %. 11/ - Installation de séchage de produits humides en vue de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications précédentes, comprenant un tunnel (1) délimitant une cavité- intérieure pour le passage des produits entre une entrée (la) et une sortie (lb), un convoyeur (2, 27) adapté pour transporter les produits le long dudit tunnel depuis son entrée jusqu'à sa sortie, et des moyens de génération d'air chaud sec (15), ladite installation de séchage étant caractérisée en ce qu'elle comprend une gaine de soufflage d'air chaud (12) dite gaine de soufflage principal, débouchant dans la cavité du tunnel au voisinage de sa sortie (lb), une gaine de soufflage d'air chaud (5) dite gaine de soufflage secondaire, débouchant dans la cavité du tunnel au voisinage de son entrée (la), une gaine d'extraction d'air (7), débouchant dans la cavité en un point intermédiaire de la longueur de cette dernière, de façon à séparer celle-ci en un tronçon amont de co-courant et un tronçon aval de contrecourant, un premier générateur d'ondes hyperfréquence (6), agencé pour irradier le tronçon de cocourant sur une fraction amont de sa longueur située au voisinage de l'entrée, de façon à délimiter deux zones successives le long dudit tronçon de co-courant : une zone amont, irradiée et ventilée (Zl) voisine de l'entrée, et une zone aval ventilée (Z2) voisine de la gaine d'extraction, au moins un second générateur d'ondes hyperfréquence (11), agencé pour irradier le tronçon de contre-courant sur une fraction intermédiaire de sa longueur, de façon à délimiter au moins trois zones successives le long dudit tronçon de contre-courant : une zone amont ventilée (Z3) voisine de la gaine d'extraction, au moins une zone intermédiaire irradiée et ventilée (Z4) et au moins une zone aval ventilée (Z5). 12/ - Installation de séchage selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un générateur d'air chaud sec (15) ayant une entrée (15b) reliée à la gaine d'extraction (7) et une sortie (15a) reliée à la gaine de soufflage principal (12), une gaine de dérivation (9) s'échappant du tronçon de contre-courant et reliée à la gaine de soufflage secondaire (5), ladite gaine de dérivation étant équipée d'un ventilateur (10) pour engendrer une circulation d'air vers la gaine de soufflage secondaire. 13/ - Installation de séchage selon la revendication 12, caractérisée en ce que la gaine de dérivation (9) s'échappe du tronçon de contre-courant en un point situé immédiatement en amont du second générateur d'ondes hy perfréquence (11), entre les zones (Z3) et (Z4). 14/ - Installation de séchage selon l'une des revendications 11, 12 ou 13, dans laquelle l'entrée (la) du tunnel est équipée, de l'amont vers l'aval, de moyens d'arrêt de l'air (3) aptes à autoriser le passage des produits, et de moyens de filtrage (4) formant une barrière au passage des ondes hyperfréquences, la gaine de soufflage secondaire (5) débouchant entre lesdits moyens d'arrêt et lesdits moyens de filtrage, la sortie (lb) du tunnel est équipée, de l'amont vers l'aval, de moyens de filtrage (13) formant une barrière au passage des ondes hyperfréquences, et de moyens d'arrêt de l'air (14) aptes à autoriser le passage des produits, la gaine de soufflage principal (12) débouchant entre lesdits moyens de filtrage et lesdits moyens d'arrêt. 15/ - Installation de séchage selon l'une des revendications 11, 12, 13 ou 14, dans laquelle chaque générateur d'ondes hyperfréquence (6, 11) est équipé de moyens (24, 25) d'uniformisation du champ à l'intérieur de la cavité du tunnel, dans les zones irradiées correspondantes (Zl) et (Z4). 16/ - Installation de séchage selon l'une des revendications 11, 12, 13, 14 ou 15, caractérisée en ce que le tronçon de contre-courant s'étend sur une lon gueur de 1,5 à 5 fois supérieure à celle du tronçon de cocourant. 17/ - Installation de séchage selon l'une des revendications 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caractérisée en ce que les gaine de soufflage principal (12) et gaine de soufflage secondaire (5) sont insérées dans le tunnel, lequel est entouré par un matériau de calorifugeage (ZO), chaque générateur d'onde hyperfréquence se présentant sous la forme d'au moins un module de forme adaptée pour s insérer dans ledit tunnel afin de rayonner vers le convoyeur. 18/ - Installation de séchage selon la revendication 17, comprenant au moins deux tunnels superposes, le convoyeur comportant un tapis sans fin disposé dans chaque tunnel et un organe ascendant ou descendant situé à l'extrémité desdits tunnels pour transférer les produits d'un tunnel à l'autre.

Inventors: SECAIL, JEAN
Applicants: COMPAGNIE FRANCAISE DES MICRO-RAYONNEMENTS, SOCIETE ANONYME FRANCAISE:
Application year: 1983
Main classification: F26B7
IPC codes: F26B3, H05B6, C04B33, B28B11